卢瑟福是进入20世纪之后出现的第一位科学伟人。 正是他，确立了放射线的性质，提出了原子结构的有核模型。

1871年8月30日，卢瑟福出生在新西兰约尔逊偏僻的一户农民家庭。 1889年至1894年，他先在新西兰大学坎特伯雷学院学习，在那里获得了学士和硕士学位；1895年，卢瑟福被选送到久负盛名的英国剑桥大学深造，成为卡文迪许实验室的第一名研究生。

1903年，卢瑟福和助手索迪在深入研究放射线时发现，铀和镭放射出α、β和γ射线的过程，就是它们的原子分裂的过程。 由于它们在分裂中放出了这三种射线，结果最后就变成了略轻一些的新原子。 由此，他们提出了解释放射性现象的元素蜕变假说。 这一假说无情地打击了原子永恒不变说，进一步阐明了原子内部存在着十分复杂的结构。

那么，原子内部的结构究竟是怎样的呢？

在此之前，卢瑟福的老师汤姆生曾提出过一个原子结构模型——“均匀模型”，人们又称它为“葡萄干蛋糕模型”。 这一模型假定原子是一个半径为10-3厘米的球体，正电荷均匀地分布其中。 如果球内只有一个电子，则这个电子就位于球心，只在球心附近做很小的位移摆动；如果原子的电子数较多，则这些电子就处在球内一个对称图形的角上，保持着平衡，并在自己的位置附近摆动。

卢瑟福对这个模型的人为性表示不满。 为了弄清原子结构的奥秘，1907年，他在英国曼彻斯特大学任教授之后，便立即指导他的学生盖革和马斯登，进行α粒子穿过厚度仅有0.5毫米的薄金片的实验。 在实验过程中，大多数入射α粒子都像子弹穿过树叶那样，顺利地穿过了薄金片。 但也有极少数 α 粒子在穿过金片时，像台球被弹出中心一样，发生了大角度的轨迹偏转。 大约在8 000个入射粒子中，有一个被直线反弹了回来。 用卢瑟福的话说，“这简直就像是对着一张卫生纸打炮，炮弹竟被弹回到炮筒里来一样。 ”卢瑟福将这些现象统称为“α 粒子散射现象”。

1911年，卢瑟福解释了这种散射现象。 他认为，在α粒子轰击金片时，只有极少数发生偏转或折回，是因为它们碰到了比它们大的粒子，这说明原子核的核心是极小的，大多数α粒子能直线通过金片就说明了这一点。 因为一个入射粒子在穿入金片时必定会碰到数以万计的原子。

因此，卢瑟福提出了他的原子结构“核式模型”，又称为“行星模型”：原子有一个极小的可称为“原子核”的中心体，原子的质量几乎全部集中在这个核上。 这个核只有原子大小的几万分之一，带正性电荷。 核外有电子围绕旋转，它们的电性为负。 由于核与电子电荷量相等，所以整个原子显中性或不显电性。 卢瑟福在这里提出的原子“核式模型”和“原子核”的概念，为微观物理学奠定了重要的基石。

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α、β和γ射线

卢瑟福于1899年初发现铀射线至少由两种射线构成：一种仅能穿透1/50毫米厚的铝片，他称其为α射线；一种能穿透0.5毫米厚的铝片，他称其为β射线。 与此同时，法国化学家维拉德又发现了铀的第三种放射线，它能穿透3英寸厚的固体铝，他将其称为γ射线。 后来科学家们发现，α射线就是氦原子核，β射线是电子束，而γ射线是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线，是一种电磁波。