Roku 1909 zkoumali na Rutherfordův návrh jeho asistenti Geiger a Marsden průchod tzv. paprsků alfa (viz záření alfa) kovovou fólií. Jednalo se o proud částic alfa, které byly emitovány zářičem při radioaktivním rozpadu. Pomocí kolimátoru byl vytvořen úzký svazek částic alfa, které dopadaly na tenkou kovovou fólii. Pomocí scintilačního stínítka, na kterém se po dopadu částice objeví záblesk, bylo zjišťováno (počítáním záblesků), kolik částic fólií projde. Bylo pozorováno, že většina částic prochází fólií poměrně snadno. Později bylo zjištěno, že menší počet částic se značně odchyluje od původního směru letu nebo se dokonce odráží zpět před fólii, což bylo v rozporu s představami Thomsonova modelu atomu, dle kterého kladně nabitá část atomu měla být rozprostřena rovnoměrně v jeho objemu. (Pozn.).
Později byla uskutečněna detailní měření počtu rozptýlených
částic v závislosti na rozptylovém úhlu. Rutherford provedl teoretický
výpočet pro rozptyl dvou bodových částic s kladným elektrickým nábojem,
tzn. s využitím Coulombova zákona. Výsledky souhlasily s experimentálně
zjištěnými hodnotami. Ze znalosti energie částic alfa
pak bylo možno určit minimální vzdálenost
, na kterou se částice alfa s nábojem
mohou přiblížit jádru s nábojem
. Vzdálenost
odpovídá dle Rutherfordových představ
rozměru jádra.
Lineární rozměr atomového jádra
je řádově 10-14 až 10 -15 m, zatímco u
atomu to je řádově 
.
Uvedené představy Rutherford rozpracoval v planetárním modelu atomu.
Soustava
stínítek sloužící k vymezení rovnoběžného svazku částic.
V původním
pokusu zlatá fólie o tloušťce asi 0,1 mm.
Srážky s lehkými elektrony jsou pro rozptyl poměrně těžkých částic alfa nepodstatné.
