1909年英国物理学家卢瑟福及其助手所做的用a粒子轰击金属箔的实验，是原子物理早期的实验之一．a粒子实际上是氦核，带两个正电荷，用镭作为放射源放出a射线去轰击靶原子时，与靶原子发生相互作用并引起可以观察到的散射现象．实验安排由镭C放出a粒子，经过小孔形成一束狭窄的均匀的a射线射向金属箔，a粒子将受到金属箔中的原子的不同影响沿着不同的方向散射，通过置于金属箔后面可旋转荧光屏和放大镜可观察到散射的a粒子轰击荧光屏时产生的闪光，并把单位时间内在某一方向上(q角)散射的a粒子记录下来，研究a束经金属箔散射后，按不同的散射角分布的情况．盖革和马斯敦在1909年按上述实验，观察到大多数a粒子经过金箔散射后偏转角度不大，但有少数a粒子的偏转角度却很大，约有1/8000的a粒子的散射角度超过90°，有的几乎达180°，按照汤姆孙模型的假设，正电荷均匀分布在原子球体中，带电粒子打进球心时，它受到的库仑力与球的半径r成正比，越往中心受到的力越小，故较易穿过球心，按汤姆孙模型作理论计算表明：a粒子要产生大于90°的偏转的几率是，这是一个无穷小量，而盖革马斯敦得到的实验值为1/8000，由此判断汤姆孙模型是错误的．