盧瑟福用a粒子轟擊金箔的實驗

實驗用準直的α射線轟擊厚度為微米的金箔，發現絕大多數的α粒子都照直穿過薄金箔，偏轉很小，但有少數α粒子發生角度比湯姆生模型所預言的大得多的偏轉，大約有八千分之一的α粒子偏轉角大于90度，甚至觀察到偏轉角等于150度的散射，稱大角散射，更無法用湯姆森模型說明。1911年盧瑟福提出原子的有核模型(又稱原子的核式結構模型)，與正電荷聯系的質量集中在中心形成原子核，電子繞著核在核外運動，由此導出α粒子散射公式，說明了α粒子的大角散射。盧瑟福的散射公式后來被蓋革和馬斯登改進了的實驗系統地驗證。根據大角散射的數據可得出原子核的半徑上限為10至14米 ，此實驗開創了原子結構研究的先河。這個實驗推翻了湯姆森在1903年提出的原子的葡萄干圓面包模型，認為原子的正電荷和質量聯系在一起均勻連續分布于原子范圍，電子鑲嵌在其中，可以在其平衡位置作微小振動，為建立現代原子核理論打下了基礎。