Էռնեստ Ռեզերֆորդն
իր առջև նպատակ դրեց ստուգել ատոմի Թոմսոնի մոդելի իսկությունը: Այդ ժամանակ արդեն
հայտնի էր նյութերի հետազոտման α-մասնիկների ցրման եղանակը: α-մասնիկը հելիումի իոնացված
(առանց էլեկտրոնների) ատոմ է,
որի զանգվածը մոտ 7350 անգամ մեծ է էլեկտրոնի զանգվածից, իսկ լիցքը հավասար է էլեկտրոնի
լիցքի բացարձակ արժեքի կրկնապատիկին:
Որպես α-մասնիկների աղբյուր
Ռեզերֆորդն օգտագործեց կապարե գլանի մեջ տեղադրված ռադիումի պատրաստուկ: Նեղ ճեղքից
α-մասնիկների հոսքն ընկնում
էր ոսկու մի քանի միկրոն հաստությամբ թիթեղի վրա: Թիթեղի ետևում դրված էր ցինկի սուլֆիդով
պատված էկրանը, որին բախվելով` α-մասնիկն առաջ էր բերում առկայծում:
Ռեզերֆորդը չափեց ընկնող փնջի ուղղության նկատմամբ տարբեր անկյունների
տակ ցրված α-մասնիկների քանակը:
Ըստ Ռեզերֆորդի, եթե Թոմսոնի մոդելը ճիշտ էր, ապա ատոմում դրական լիցքավորված նյութը
շատ նոսր պետք է լիներ (ջրից 20 անգամ նոսր), և α-մասնիկների փունջն իր շաևժման ուղղությունն էական չափով չպետք
է փոխեր: Իսկապես, քանի որ α-մասնիկները մոտ
7350 անգամ ծանր էին էլեկտրոններից և մեծ արագությամբ ընկնում էին ոսկու թիթեղի վրա,
ապա էլեկտրոնները չեն կարող էականորեն փոխել դրանց հետագիծը:
α-մասնիկների հետագիծը
կարող է փոխել ատոմի դրական լիցքը` կուլոնյան վանողությա ուժի պատճառով: Հավարկների
համաձայն` այդ ուժն ամենամեծ արժեքն է ընդունում ատոմի գնդի (ատոմի) մակերևույթին,
իսկ ատոմի կենտրոնում այն հավասար է 0-ի:
Ռեզերֆորդի փորձերը ցույց տվեցին, որ α-մասնիկների մեծամասնությունն անցնում է թիթեղի
միջով` առանց փոխազդելու նրա հետ, իսկ ոչ մեծ թվով մասնիկներ շեղվում են մի քանի աստիճանով:
Մեծ անկյունների տակ էկրանին հարվածում էին հատուկենտ α-մասնիկներ:
Ռեզերֆորդը, չակնկալելով դրական արդյունք, այնուամենայնիվ, իր
աշխատակիցներից մեկին հանձնարարեց երկրորդ էկրանը տեղադրել թիթեղից առաջ ու չափումներ կատարել: Պարզվեց, որ թիթեղից ետ թռչող α-մասնիկներ հայտնաբերվել էին: Թոմսոնի մոդելի շրջանակներում այդ փաստը բացատրելն անհնար էր: Ռեզերֆորդի պատկերավոր համեմատությամբ` դա հավասարազոր էր նրան, որ 15-դյույմանոց արկով ծխախոտե թղթին կրակելիս արկը, թղթից անդրադառնալով, հարվածեր կրակողին:
Այսպիսով, Ռեզերֆորդը փորձնականորեն հաստատեց, որ α-մասնիկները, բախվելով ոսկու ատոմներին, փոխում են իրենց շարժման ուղղությունը, իսկ դրանց մի փոքր մասը ետ է շպրտվում թիթեղից, այսինքն` շեղվում է 90 աստիճանից մեծ անկյունով: α-մասնիկը կարող է ետ շպրտվել` հանդիպելով իրենից զգալի մեծ զագված ունեցող, տարածության փոքր մասում տեղայնացված և դրականորեն լիցքավորված մասնիկի:
Այս արդյուքները բացատրելու համար Ռեզերֆորդը ենթադրեց, որ ատոմի համարյա ողջ զանգվածը տեղադրված է նրա կենտրոնում` միջուկում: α-մասնիկների մեծ մասն անարգել անցնում է ատոմի միջով. այն մասնիկները, որոնք անցնում են միջուկին շատ մոտիկ, շեղվում են իրենց նախնական ուղղությունից, և միայն միջուկին շատ մոտեցած մասնիկներն են ցրվում 90 աստիճանից մեծ անկյուններով:
Ընդհանրացնելով փորձում
ստացված արդյունքները`1911թ. Ռեզերֆորդը առաջարկեց ատոմի նոր` մոլորակային մոդել: Ըստ
այդ մոդելի` ատոմի կենտրոնում գտնվում է միջուկը, որտեղ կենտրոնացված է ատոմի գրեթե
ողջ զանգվածը և որը լիցքավորված է դրական լիցքով` դրական լիցքավորված մասնիկները պրոտոններն
են: Քանի որ ատոմն էլեկտրաչեզոք է, ուրեմն ատոմում կա պրոտոնների թվին հավասար էլեկտրոն,
որոնք պտտվում են միջուկի շուրջը:
