ガイガー＝マースデンの実験
アルファ粒子は、顕微鏡では見えない正電荷の粒子である。トムソンの模型では、アルファ粒子が原子と衝突すると、最大何十分の1度か曲がるだけでまっすぐ通り抜ける。原子のスケールでは「固体」であることに意味はない。アルファ粒子は原子に当たっても、ビー玉のように跳ね返ることはない。トムソンの模型では原子のつくる電場がはたらくとされるが、それは弱いのでたいした影響は受けない(アルファ粒子は非常に高速で移動する)。トムソン模型では、正電荷も負電荷も、原子の全体に拡がっている。クーロンの法則によれば、電荷が分散していれば、その表面での電場は弱くなる。
例として、金の原子に対して接線方向に通過するアルファ粒子を取り上げる。この場合に電場が最も強くなり、アルファ粒子の偏向 θ が最大になる。電子はアルファ粒子よりずっと軽いので、その影響は無視でき、原子は正電荷の重い球体とみなせる。
Qg = 金原子の正電荷 = 79 e = 1.26558×10 C
Qα = アルファ粒子の電荷 = 2 e = 3.204×10 C
r = 金原子の半径 = 1.44×10 m
v = アルファ粒子の速度 = 1.53×10 m/s
m = アルファ粒子の質量 = 6.