Năm 1911, nhà vật lí người New Zealand là E. Rutherford đã tiến hành bắn phá một chùm hạt alpha (kí hiệu là α, hạt nhân của nguyên tử helium, mang điện tích +2, có khối lượng gấp khoảng 7500 lần khối lượng electron) lên một lá vàng siêu mỏng (như hình dưới) và quan sát đường đi của chúng sau khi bắn phá bằng màn huỳnh quang (zinc sulfide, ZnS).

a. Hầu hết các hạt α xuyên qua lá vàng. Chứng tỏ nguyên tử có cấu tạo rỗng.