/i> і масою, що збігається c масою атома гелію, тобто m а = 6,62 В· 10 -27 кг, що приблизно в 7300 разів більше маси електрона. Пізніше було встановлено, що О±-частинки являють собою ядра атомів гелію. Цими частинками Резерфорд бомбардував атоми важких елементів. Електрони внаслідок своєї малої маси не можуть змінити траєкторію О±-частО±іци. Їх розсіяння (зміна напрямку руху) може викликати тільки позитивно заряджена частина атома. Таким чином, з розсіювання О±-частинок можна визначити характер розподілу позитивного заряду, а значить, і маси всередині атома.
Було відомо, що О±-частинки, випроменені полонієм, летять зі швидкістю 1,6-107 м/с. Полоній містився всередину свинцевого футляра, вздовж якого висвердлите вузький канал. Пучок О±-частинок, пройшовши канал і діафрагму, падав на фольгу. Золоту фольгу можна зробити виключно тонкої - завтовшки 4-10 -7 м (у 400 атомів золота; це число можна оцінити, знаючи масу, щільність і молярну масу золота). Після фольги О±-частинки потрапляли на напівпрозорий екран, покритий сульфідом цинку. Зіткнення кожної частки з екраном супроводжувалося спалахом світла (Сцинтиляцій), зумовленої флуресценціей, яка спостерігалася в мікроскоп.
При хорошому вакуумі всередині приладу (щоб не було розсіювання частинок від молекул повітря) в відсутність фольги на екрані виникав світлий гурток з сцинтилляций, що викликаються тонким пучком О±-частинок. Коли на шляху пучка містилася фольга, то переважна більшість О±-частинок все одно не відхилялася від свого початкового напрямки, тобто проходило крізь фольгу, як якщо б вона представляла собою порожній простір. Однак були О±-частинки, які змінювали свій шлях і навіть відскакували тому.
Марсден і Гейгер, учні і співробітники Резерфорда, нарахували більше мільйона сцинтилляций і визначили, що приблизно одна з 2 тисяч О±-частинок відхилялася на кути, великі 90 В°, а одна з 8 тисяч - на 180 В°. Пояснити цей результат на основі інших моделей атома, зокрема Томсона, було не можна.
Розрахунки показують, що при розподілі по всьому атому позитивний заряд (навіть без урахування електронів) не може створити досить інтенсивне електричне поле, здатне відкинути О±-частини-цу тому. Напруженість електричного поля рівномірно зарядженої кулі максимальна на поверхні кулі і убуває до нуля по мірі наближення до центру. Розсіяння О±-частинок на великі кути відбувається так, як якщо б весь позитивний заряд атома був зосереджений в його ядрі - області, що займає досить малий обсяг порівняно з усім обсягом атома.
Ймовірність попадання О±-частинок в ядро ​​і їх відхилення на великі кути дуже мала, тому для більшості О±-частинок фольги як би не існувало.
Резерфорд теоретично розглянув задачу про розсіяння О±-частинок в кулонівському електричному полі ядра і отримав формулу, що дозволяє по щільності потоку О±-частинок, налітаючих на ядро, і зміряному числу частинок, розсіяних під деяким куто...
