Η ανακάλυψη του πυρήνα από τον Rutherford

Πείραμα Νο 9:

Το 1909 στο εργαστήριο του πανεπιστημίου του Manchester, ο Ernest Rutherford και οι συνεργάτες του, έκαναν πειράματα εκτοξεύοντας σωματίδια α  που προέρχονταν από ραδιενεργό ραδόνιο 222, σε ένα φύλλο χρυσού πάχους 1/20.000 του εκατοστόμετρου. Πίσω από το μεταλλικό φύλλο υπήρχε φθορίζουσα πλάκα για να αποτυπωθεί η σκέδαση των σωματιδίων. Παρατήρησαν ότι, στην συντριπτική τους πλειοψηφία, τα σωματίδια ακολουθούσαν σχεδόν ευθείες τροχιές, αρκετά παρέκκλιναν από την αρχική τους διεύθυνση, αλλά υπήρχαν και μερικά που εκτρέπονταν κατά πολύ μεγάλες γωνίες ή επέστρεφαν πίσω. Ο Ράδερφορντ περιέγραψε έκπληκτος τα αποτελέσματα, λέγοντας ότι: " Ήταν το πιο απίστευτο γεγονός που συνέβη στη ζωή μου. Ήταν σαν να πυροβολούσες με πιστόλι ένα τσιγαρόχαρτο και η σφαίρα επέστρεφε πίσω".

Αυτές οι μεγάλες αποκλίσεις δεν μπορούσαν να εξηγηθούν από το ατομικό μοντέλο του Thomson, σύμφωνα με το οποίο τα άτομα αποτελούνταν από συμπαγείς μάζες με θετικό ηλεκτρικό φορτίο, ενώ στο εσωτερικό τους κυκλοφορούσαν ηλεκτρόνια (το μοντέλο του "σταφιδόψωμου").

Μέχρι το 1911 ο Rutherford είχε συγκεντρώσει αρκετά δεδομένα ώστε στο άρθρο του με τίτλο " Η διασπορά από την ύλη των σωματιδίων άλφα και βήτα και η δομή του ατόμου" να διαμορφώσει το δικό του ατομικό πρότυπο.

 
Σύμφωνα με αυτό, το άτομο μπορεί να θεωρηθεί ως μια μικρογραφία ενός πλανητικού συστήματος, όπου όλο το θετικό ηλεκτρικό φορτίο και σχεδόν όλη η μάζα του συστήματος βρίσκεται σε μια πολύ μικρή και συμπαγή κεντρική περιοχή, την οποία ονόμασε πυρήνα. Ο θετικός πυρήνας περιβάλλεται από ένα πλήθος ηλεκτρονίων, που περιστρέφονται γύρω από αυτόν. Οι ηλεκτροστατικές έλξεις που αναπτύσσονται μεταξύ των θετικών φορτίων του πυρήνα και των αρνητικών φορτίων των ηλεκτρονίων κρατούν το άτομο σταθερό και ηλεκτρικά ουδέτερο, γιατί  υπάρχει ίσος αριθμός θετικών και ηλεκτρικών φορτίων.