Die Entdeckung der Radioaktivität in den 90er Jahren des 19.Jahrhunderts lieferte den Naturwissenschaftlern viele Experimentiermöglichkeiten.

In der Medizin wurden radioaktive Strahlen eingesetzt, um Krebs zu heilen, was aufgrund von fehlenden Erfahrungen nur mangelhaft gelang.

Die Physiker untersuchten die Eigenschaften der radioaktiven Strahlen. Man fand heraus, dass es drei Arten von Strahlung gibt: alpha-Strahlen, von denen man wusste, dass sie Heliumionen waren; beta-Strahlen (schnelle Elektronen) und gamma-Strahlen, energiereiche und ungeladene Strahlung.

Rutherford beschoss eine extrem dünne Goldfolie (etwa 2000 Atomlagen dick) mit alpha-Teilchen.

Geht man von Daltons Modellvorstellung aus, so mussten die a-Teilchen in dieser Folie „hängenbleiben“, da sie aus 2000 Lagen „Billardkugeln“ besteht.

Aus dem (Rosinenkuchen-)Modell von Thomson konnte man keine genaue Erwartung über das Verhalten der alpha-Teilchen herleiten, da es keine Aussage über die mechanische Qualität und die Grösse der positiven Ladung macht.

Rutherford fand zu seinem Erstaunen experimentell heraus, dass fast alle alpha-Teilchen die Folie ungehindert passierten. Nur sehr wenige alpha-Teilchen wurden mehr oder weniger stark abgelenkt; er konnte sogar nachweisen, dass einige Teilchen reflektiert wurden (siehe Skizze)