福在1917年至1925年间以多项粒子撞击实验，証明氢原子核存在于其他更重的原子核内，质子才被主流认为确实存在。欧尼斯特·拉塞福在1911年一篇论述「拉塞福模型」的论文里，提到了长冈半太郎的。然而「拉塞福模型」也没有给予电子的环绕运动任何结构。后来，尼尔斯·玻尔于1913年提出较仔细的「玻尔模型」，首次引入量子化的概念来研究原子内电子的运动，对于计算氢原子光谱的芮得柏公式给出理论解释。
其他研究.长冈半太郎在光谱学等领域也有一定成就。他在1909年发表了一篇关于螺线管电感的论文，并