Kích thước nguyên tử nhỏ tới mức kính hiển vi quang học hiện đại nhất cũng không thể giúp chúng ta quan sát rõ...

- Thí nghiệm Geiger-Marsden (1919):

Thí nghiệm: Bắn phá một lá vàng mỏng bằng chùm hạt alpha (α) có năng lượng cao.

Kết quả: Hầu hết các hạt alpha đi qua lá vàng mà không bị ảnh hưởng, nhưng một số ít bị lệch hướng hoặc phản xạ ngược lại.

Giải thích: Hạt alpha có kích thước tương đối lớn so với hạt nhân nguyên tử. Khi va chạm với hạt nhân, hạt alpha có thể bị lệch hướng hoặc phản xạ ngược lại.

- Thí nghiệm Rutherford (1911):

Thí nghiệm: Sử dụng thí nghiệm Geiger-Marsden và phân tích quỹ đạo của các hạt alpha bị lệch hướng.

Kết quả: Hạt nhân nguyên tử có kích thước rất nhỏ và tập trung tại trung tâm nguyên tử.

Giải thích: Hầu hết các hạt alpha đi qua lá vàng mà không bị ảnh hưởng vì phần lớn nguyên tử là không gian trống. Khi va chạm với hạt nhân, hạt alpha có thể bị lệch hướng hoặc phản xạ ngược lại do lực đẩy Coulomb giữa hai hạt mang điện dương.