Trong thí nghiệm tán xạ hạt $\mathrm{\alpha }$, chùm hạt $\mathrm{\alpha }$ có động năng lớn phát ra từ nguồn phóng xạ được bắn vào lá vàng mỏng. Kết quả cho thấy hầu hết các hạt $\mathrm{\alpha }$ đi thẳng nhưng có một số ít bị lệch so với hướng truyền ban đầu (bị tán xạ) với các góc lệch khác nhau. Trong đó, có những hạt $\mathrm{\alpha }$ bị tán xạ ở góc lớn hơn $90°$.

a) Hầu hết các hạt $\mathrm{\alpha }$ đi thẳng, xuyên qua lá vàng mỏng chứng tỏ phần điện tích dương và phần điện tích âm trong nguyên tử vàng phân bố ở hai rìa nguyên tử còn toàn bộ bên trong nguyên tử là không gian trống rỗng.