أجرى هانس غايغر وإرنست مارسدن تحت إشراف إرنست رذرفورد سنة ١٩٠٩ تجربة رقائق الذهب، إذ وجها جسيمات ألفا الموجبة نحو صفيحة ذهبية شديدة الرقة. ومرت معظم الجسيمات دون انحراف كبير، بينما انحرف عدد قليل بزوايا واسعة، وارتد جزء ضئيل للغاية إلى الخلف، في نتيجة لم يفسرها نموذج طومسون السائد.

إرنست رذرفورد (١٨٧١ - ١٩٣٧): فيزيائي نيوزيلندي بريطاني كشف طبيعة الإشعاعين ألفا وبيتا ووضع مفهوم عمر النصف، ثم أثبت من تجربة رقائق الذهب أن معظم كتلة الذرة وشحنتها الموجبة تتركز في نواة صغيرة. حصل على جائزة نوبل في الكيمياء سنة ١٩٠٨، وحقق أول تحويل اصطناعي لعنصر إلى آخر، وأسهم في اكتشاف البروتون.

الذرة (إرنست رذرفورد): نشر إرنست رذرفورد اكتشافاته عام ١٩١١، وأسهمت نتائجه في إلقاء الضوء على تركيب الذرة وفتحت آفاقاً جديدة في الفيزياء النووية. وقد قامت صناعة القنبلة الذرية وتطور الفيزياء النووية على الأسس التي وضعها، كما أصبح لاحقاً أستاذاً للفيزياء في جامعة مكغيل بكندا، وظل يحتفظ بمكانة مرموقة في تاريخ العلم.

إرنست رذرفورد ونموذج الذرة: وضع الفيزيائي النيوزيلندي إرنست رذرفورد عام ١٩١١ نموذجًا جديدًا للذرة بعد تجاربه على تشتت جسيمات ألفا، فبيّن أن معظم كتلة الذرة تتركز في نواة صغيرة موجبة الشحنة تحيط بها الإلكترونات. وقد شكل هذا النموذج أساسًا لتطور الفيزياء الذرية، ثم أُدخلت عليه تحسينات لاحقة مع تقدم دراسة البنية الداخلية للذرة وقياس شحنة الإلكترون بدقة.

قدّم إرنست رذرفورد نموذجاً نووياً للذرة وضع فيه نواة ثقيلة موجبة في المركز وإلكترونات سالبة حولها، لكنه لم يحدد النموذج الكمي الحديث لحركة الإلكترونات. ثم أضاف نيلز بور مستويات طاقة محددة، قبل أن تستبدل ميكانيكا الكم فكرة المدارات الكوكبية البسيطة بوصف الإلكترونات على هيئة توزيعات احتمالية تسمى المدارات الذرية.