物质是由原子组成，19世纪，根据气体导电、热电子发射等许多实验事实确认，原子是一个复杂的带电系统，其中电子是一切不同元素的原子的组成部分。但通常情况下物质是电中性的，因此在原子中除了带负电的电子外还有带等量正电荷的部分。研究带负电的电子和带正电的物质是如何构成原子的，可以通过实验。这是20世纪初期物理学的一个课题。在实验中，研究原子的一种方法是：利用高能粒子与原子碰撞，观察与分析所发生的一些现象，由此可以探索原子内部的结构。

　　1909-1911年，卢瑟福等人进行了一系列的α粒子散射实验。 用高能 α 粒子去碰撞原子，使α 粒子与原子发生作用， 可观察所产生的散射现象。 如图所示，从α 粒子源放出的高速α 粒子，经屏幕D上的小孔后，形成一束平行射线注（粒子流）， 通过很薄的金属箔F后，发生散射现象。

　　实验发现，绝大多数 α 粒子经过金属箔F后与原来运动方向偏离不多，散射角较小（）。但约占万分之一的粒子被强烈地散射，散射角大于90度，其中有的接近于180度而几乎被反弹回去。

　　卢瑟福对极少数α 粒子会发生大角度散射的现象进行了分析。由于α 粒子的散射是原子内正电荷对它的斥力作用所引起的，因而α 粒子的散射与原子内正电荷的分布情况有关。根据电磁学理论判断 ， 如果正电荷是均匀分布在整个原子内，α 粒子通过原子后将不会发生大角度散射。

　　卢瑟福认为原子中的正电荷是局限在一个小区域内，其外围分布着电子，当α 粒子接近带正电荷的小区域时，受到很大的静电斥力，使 α 粒子运动轨迹发生很大偏转，从而呈现大角度散射。 由于带正电荷的区域很小，绝大多数α 粒子与这区域距离（图中用P表示）很远，因而偏转不大。

　　卢瑟福于1911年提出了原子的有核模型：即原子中央有一个几乎占有全部原子质量的、带有正电荷的小区域，称为原子核。

　　电子在核的周围绕核转动，核的半径较原子的半径小得多。最简单的氢原子的卢瑟福模型如右下图所示，核外仅有一个电子，氢原子的原子核带有电荷+e，其质量约为电子的1840倍，称为质子。

　　综上所述，对原子的有核模型可表述如下：在原子序数为Z的元素的原子内包含一个正电荷为Ze的原子核，原子的质量几乎全部集中于核上，核半径的数量级为10^-14m ，位于原子中央；核外有Z个电子，可看作处于真空中，分别绕核旋转。