原子的內部結構又是個什麼樣子呢？在20世紀初，科學界說法不一。有的說原子像台球，而英國物理學家盧瑟福的老師湯姆生認為像西瓜。
“老師的假說到底對不對呢？”盧瑟福想，假如說原子真像個西瓜，如果用比原子更小的粒子做“炮彈”來轟擊它，必然很容易穿過它而筆直地前進。他決定用一種叫做“α”的粒子做“炮彈”來做一次轟擊原子的實驗。
盧瑟福在助手蓋革和馬斯登的幫助下製作了一部α射線偵測儀器。盧瑟福通過實驗發現，情況並不是像老師說的那樣。盧瑟福把原子結構模型形象地比喻為“小太陽係”：“原子既不是台球，也不是西瓜，而是一個空曠的結構。它的中心有個體積極小，帶陽電的核，外麵繞著核轉的是帶陰電的電子。打個比方：原子核好比太陽，是原子的中心；電子就像行星，繞著太陽轉……”
1911年盧瑟福公開了他的研究成果。盧瑟福創立的嶄新的原子結構理論具有劃時代的意義，原子物理學從此誕生了！