Rutherford propugnò l'idea che l'atomo fosse una specie di piccolo sistema planetario, dove gli elettroni si comportano come satelliti che ruotano velocemente intorno al nucleo, che se ne resta tranquillo e pesante al centro: ovvero, il cosiddetto modello planetario dell'atomo.
Gli esperimenti di Geiger e Marsden (impropriamente detto esperimento di Rutherford della lamina d'oro) sono stati una serie storica di esperimenti per mezzo dei quali gli scienziati scoprirono che ogni atomo ha un nucleo dove sono concentrate tutta la sua carica positiva e la maggior parte della sua massa.
Caption Options. Osservando i segnali lasciati dalle particelle sul rivelatore posto intorno alla lastra, Rutherford ipotizzò che l'atomo avesse una piccola e densa zona centrale nella quale era concentrata la carica positiva.
Questa esperienza, che riproduce il famoso esperimento di Ernest Ruthrford del 1909, ha lo scopo di studiare l'interazione tra la radiazione α e la materia e in particolare di verificare che la distribuzione angolare della particelle α deflesse da una lamina metallica rispetti la derivazione teorica di Rutherford.
Rutherford trovò che nell'intercapedine si raccoglieva lentamente un gas a una velocità proporzionale a quella con cui attraversavano la parete interna i raggi alfa. Sottopose poi a test il gas e mostrò che era elio. I raggi alfa — o particelle alfa come vennero sempre più chiamati ~ erano atomi di elio.