Thí nghiệm tán xạ alpha của Rutherford được sử dụng để chứng minh cấu trúc của nguyên tử. Chùm hạt alpha, hạt nhân của nguyên tử heli, được sử dụng để chiếu xạ lá vàng. Rutherford đã quan sát thấy một vài hạt alpha đi thẳng qua, một vài sự lệch hướng nhỏ, một vài sự lệch hướng lớn và một vài hạt phân tán trở lại, điều này cho thấy một nguyên tử có một hạt nhân mang điện tích dương cực mạnh ở tâm của nó.
Các hạt alpha được tạo ra bởi các nuclit phóng xạ và được tạo ra để va vào một lá vàng sâu một vài nguyên tử ở một góc cố định trong chân không. Một thấu kính hiển vi tráng kẽm sulfua gắn vào bàn xoay sẽ phát hiện các hạt alpha bị lệch ở nhiều góc độ khác nhau. Ống kính ở góc 0 phát hiện số lần quét cao hơn mỗi phút, trong khi nó phát hiện tỷ lệ thấp hơn ở các góc lớn hơn.
Kết quả thí nghiệm của Rutherford được đánh giá về mặt toán học và kết luận là các hạt đi thẳng qua chỉ ra sự hiện diện của không gian trống trong nguyên tử. Các hạt ít bị lệch hơn ở xa hạt nhân, và những hạt bị lệch nhiều hơn ở gần hạt nhân hơn. Các hạt va vào hạt nhân mang điện tích dương bị phân tán trở lại. Mô hình nguyên tử mới của Rutherford đã được chấp nhận thay vì mô hình bánh pudding mận.
