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1909至1911年，英国物理学家卢瑟福（1871～1937）和他的合作者们做了用。粒子轰击金箔的实验，实验做法如下：
在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射
出，形成很细的一束射线射到金箔上。α粒子穿过金箔后，打到荧光屏上产生一个个的闪光，这些闪光可以用显微镜观察到。整个装置放在一个抽成真空的容器里，荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个圆周上转动。
根据汤姆生模型计算的结果，α粒子穿过金箔后偏离原来方向的角度是很小的。因为电子的质量很小，不到α粒子的七千分之一，α粒于碰到它，就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样。运动方向不会发生明显的改变；正电荷又是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到的原子内部两侧正电荷的斥力相当大一部分互相抵消，使α粒于偏转的力不会很大。
然而实验却得到了出乎意料的结果。绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向
前进，少数以粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数。粒子偏转角超过了90。 ，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到 180。。这种现象叫做α粒子的散射。实验中产生的。粒子大角度散射现象，使卢瑟福感到惊奇。因为这需要有很强的相互作用力，除非原子的大部分质量和电荷集中到一个很小的核上，大角度的散射是不可能的。
为了解释这个实验结果，卢瑟福在1911年提出了如下的原子核式结构学说：在原子的中已有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数，所以整个原子是中性的。电子绕核旋转所需的向心力就 是核对它的库仑引力。
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