Le scoperte di Thomson furono sviluppate ulteriormente da un suo ex assistente, il fisico neozelandese Ernest Rutherford, esperto nello studio delle radiazioni alfa (α) . Queste radiazioni sono fasci di particelle con doppia carica positiva e circa quattro volte più pesanti di un atomo di idrogeno.
Egli con queste particelle α bombardò un sottile foglio d’oro. Dietro a tale foglio mise uno schermo fluorescente di solfuro di zinco in modo da intercettare le particelle che avrebbero attraversato la lampada.
Se il modello di Thomson (il modello a panettone) fosse stato giusto, la distribuzione uniforme della massa e delle cariche nello spazio avrebbe dovuto deviare di poco o per nulla la traiettoria delle particelle alfa.
Invece, al termine dell’esperimento notò che:
- gran parte delle particelle α attraversava il foglio d’oro, senza subire alcuna deviazione;
- solo alcune particelle venivano deviate o addirittura , rimbalzavano dietro, come se avessero colpito un corpo molto denso e carico positivamente.
Tutto ciò gli portò a concludere che :
- l’atomo era composto da un nucleo centrale in cui erano concentrate tutte le cariche positive e la massa dell’atomo;
- i leggerissimi elettroni occupavano uno spazio intorno al nucleo e quindi le particelle α che li incontrano non subiscono alcuna deviazione perchè la loro massa è piccolissima;
- il diametro del nucleo doveva essere centomila volte più piccolo di quello dell’intero atomo;
- gli elettroni, carichi negativamente, ruotavano intorno al nucleo come fanno i pianeti intorno al Sole, quindi la forza centrifuga che agisce sugli elettroni mentre ruotano intorno al nucleo bilancerebbe la forza di attrazione del nucleo e impedirebbe agli elettroni di precipitare su di esso;
- infine, il numero di elettroni è in numero tale da bilanciare la carica positiva del nucleo.
Il modello di Rutherford prese il nome di modello planetario. Quello che oggi ci resta di tale modello è il fatto che gli atomi hanno un nucleo molto piccolo in cui è concentrata la carica elettrica positiva e quasi tutta la loro massa.
