Trong thí nghiệm của Rutherford, khi sử dụng các hạt alpha (ion He²⁺, kí hiệu là α) bắn vào lá vàng thì:

- Hầu hết các hạt α xuyên thẳng qua lá vàng chứng tỏ nguyên tử có cấu tạo rỗng.

- Một số ít hạt α bị lệch quỹ đạo so với ban đầu chứng tỏ hạt nhân nguyên tử cùng điện tích dương như hạt hạt alpha (ion He²⁺, kí hiệu là α).

- Một số rất ít hạt α bị bật ngược trở lại chứng tỏ kích thước hạt nhân nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước của nguyên tử và khối lượng nguyên tử tập trung chủ yếu ở hạt nhân.