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　　α粒子穿過(guò)金屬箔時(shí)，絕大多數(shù)平均只有2°～3°的偏轉(zhuǎn)，但盧瑟福的學(xué)生蓋革和馬斯登在1909年從實(shí)驗(yàn)中觀察到，約有1/8000的α粒子的偏轉(zhuǎn)角大于90°，其中有接近180°的．經(jīng)理論分析知道，這種現(xiàn)象不可能在湯姆生模型那樣的原子中發(fā)生．當(dāng)α粒子在湯姆生模型的原子的外邊時(shí)，由于原子的正負(fù)電相等且對(duì)稱(chēng)分布，原子對(duì)α粒子沒(méi)有庫(kù)侖力的作用（考慮到原子的極化產(chǎn)生的作用力也是很微小的）．當(dāng)α粒子接近或進(jìn)入原子實(shí)體時(shí)，電子因質(zhì)量很小，對(duì)α粒子動(dòng)量變化的影響極小，而它本身將會(huì)在α粒子的力的作用下離去，所以可以只考慮原子的正電部分對(duì)α粒子的作用．

　　設(shè)原子的半徑為R，正電荷Ze均勻分布在這球體中．α粒子帶正電荷2e，當(dāng)它在原子球的外邊，即r≥R時(shí)，它所受原子正電荷的庫(kù)侖力是2kZe2/r2，到達(dá)球面時(shí)所受的庫(kù)侖力是2kZe2/R2．當(dāng)α粒子進(jìn)入球內(nèi)，到達(dá)離球心r處時(shí)，它所受的力比在球面時(shí)所受的力還要小，這時(shí)對(duì)α粒子起作用的電荷是以r為半徑的球體中所含的電荷Q=Zer3/R3．因此，這時(shí)α粒子所受的力是2keQ/r2=2kZe2r/R3．所以進(jìn)入球體后離球心越近，所受的力越?。亮Ｗ釉跍飞Ｐ椭惺茉诱姴糠值牧ψ畲笫撬竭_(dá)原子球的表面時(shí)．α粒子的初速度是可以知道的．按上面分析的α粒子的受力情況來(lái)計(jì)算，結(jié)論是不能產(chǎn)生大角度散射的，因此湯姆生模型被否定了．

　　盧瑟福的原子的核式結(jié)構(gòu)的模型能夠解釋?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)．

　　假設(shè)金屬箔每單位面積內(nèi)有N個(gè)原子核，由任何一個(gè)核所散射的α粒子數(shù)，都可用上式來(lái)表示．由于金屬箔到熒光屏的距離較大，N個(gè)散射角錐的頂點(diǎn)可視為集中在一點(diǎn)．在單位時(shí)間內(nèi)，由這N個(gè)核所散射的包含在兩個(gè)錐面（θ和θ+dθ）內(nèi)的α粒子數(shù)為

　　現(xiàn)在我們來(lái)求在單位時(shí)間內(nèi)在熒光屏單位面積上觀察到的α粒子數(shù)．

　　以錐體的頂點(diǎn)O為球心作一半徑為r的球面，如圖4所示．由兩個(gè)錐面θ及θ＋dθ在這個(gè)球面上所劃出的帶區(qū)的面積為2πrsinθrdr=2πr2sinθdθ．

    粒子在金箔中只發(fā)生一次散射而得出的．由于原子核很小，α粒子在金箔中十分接近原子核的機(jī)會(huì)很少，對(duì)于大角度散射來(lái)說(shuō)，這個(gè)假設(shè)是可以滿(mǎn)足的．但對(duì)于小角度散射來(lái)說(shuō)，α粒子是從離核比較遠(yuǎn)的地方通過(guò)的，因此發(fā)生多次散射的機(jī)會(huì)就比較大了．這就是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，45°以上的散射結(jié)果與理論值符合得比較好，而45°以下的散射結(jié)果與理論值偏離比較大的原因．