1920年，查德維克（1891—1974年）進一步改進了實驗裝置，依據這個理論通過實驗直接測出了原子的核電荷數值Z，這是曆史上的第一次。並與其他方法給出的結果加以比較，證明了原子的核電荷數等於這一元素的原子序數。這就是大家所熟悉的原子序數與原子核的正電荷數（以電子電量e為單位）、原子中的負電荷數，即電子的個數的一致性。
這些事實有力地證明了盧瑟福原子模型的正確性，也就是說這種模型能客觀地揭示了原子世界一些鮮為人知的秘密。太陽係的尺度與原子的尺度真可謂天壤之別，但它們之間卻有著驚人的相似之處，真是令人回味無窮。
盧瑟福的難題
盧瑟福原子模型最重要的意義是提出了原子的“核式結構”，也就是提出了以核為中心的新觀念，從而將原子劃分為核外與核內兩部分。原子的半徑為10-10米，而原子核的半徑為10-15米～10-14米，彼此相差萬倍以上，但原子核卻集中了原子全部質量的99.98％。原子核思想的確立，使人們對原子微觀結構的認識向前推進了一大步，為現代原子模型的建立奠定了有力的基礎。
事物都是一分為二的，盧瑟福模型有它正確的一麵，也有它不足和問題的一麵。總的來看，這一模型還是很粗糙的。它雖然指出了原子內正負電荷的分布，但是，核外電子在原子內如何排列，這些電子的運動狀態如何並沒有交待清楚。另外，這一模型與已經建立起來的經典理論之間存在著尖銳的矛盾，主要表現在以下幾個方麵。
（1）一成不變：按照經典理論得知，任何帶電粒子當它做加速運動的時候，都要不斷地向外輻射能量。電子帶有負電荷，當它繞著原子核作加速運動的時候，也要不斷地向外輻射能量。隨著能量的減少，使得電子運動的軌道半徑會越來越小。最後，在非常短的一刹那，大約隻有10-9秒，電子將與原子核相碰，正負電荷中和，使得原子塌陷。然而，誰也沒見到這類事情的發生。原子不但沒有坍塌，連絲毫變化都未曾有過。埋在地下幾百年、幾千年的金子，今天你把它挖出來，人們一眼就會認出它。這就表明了原子是非常穩定的，是一成不變的。對於這樣的事實，盧瑟福模型解釋不了。
（2）互不相容：電子圍繞原子核運動的過程中，向外輻射能量的頻率是連續變化的，因而形成的光譜是連續的；而實際上原子的光譜是分立的，呈現出線狀光譜。這一尖銳的矛盾盧瑟福模型無法解釋。
（3）天下一家：我們生活在地球上，它屬於太陽係的一員。今天的太陽係是由宇宙當初形成時的初始條件決定的。初始條件不一樣，形成的結果也是不相同的。宇宙的變化浩瀚莫測，因此，在廣寂的宇宙中找不到第二個完全一樣的太陽係。然而原子的情況就截然不同了，我們可以輕而易舉地就能找到相同的原子。來自地球各個不同地方的鐵，宇航員從月球上帶回地麵的鐵，同我們國家的鐵，它們的原子結構是一模一樣的，真可謂天下一家。原子的這種同一性，用盧瑟福原子模型來解釋顯得無能為力。
（4）恢複原狀：在太陽係中，一旦哪顆行星與彗星遭遇，那麼，這顆行星原來的麵貌便被破壞，產生難以治愈的創傷，留下“終身痕跡”。從月球表麵拍回來的照片，被小彗星、流星撞擊的慘狀至今依然可辨。1994年的6月份，一顆彗星與木星發生連續大碰撞，使木星的表麵傷痕累累，成為永恒的留念，這是大家非常熟悉的常識。對於原子則是另一番情景，一個原子同外來的粒子相互作用以後，一旦這個外來不速之客離開，原子便會很快恢複原狀，就好像什麼事情都沒有發生一樣，這就是所謂的原子再生性。對於原子這種奇異功能，盧瑟福模型更是目瞪口呆。