ガイガー＝マースデンの実験
アーネスト・ラザフォードはマンチェスター大学の物理学教授であり、放射線の研究ではすでに名声を確立していた。彼はアルファ線、ベータ線、ガンマ線を発見し、それらは放射性崩壊の結果であると証明していた。彼は1906年に訪ねてきたハンス・ガイガーというドイツ人に感心し、そのまま留まらせて研究の手助けをさせていた。また、アーネスト・マースデンはガイガーの下で物理学を学んでいだ学生であった。
アルファ粒子は小さい正電荷粒子で、ウランやラジウムから自然に放出される。これは、1899年にラザフォード自身が発見した。1908年に、彼はその質量/電荷比の正確な測定を試みた。このためにはまず、サンプルのラジウムから何個のアルファ粒子が出ているのかを知る必要がある(その後で全体の電荷を測り粒子数で除算する)。アルファ粒子は小さすぎて顕微鏡では見えないが、この粒子が空気中の分子をイオン化するので、空気中に電場を作ればイオンが電流となることをラザフォードは知っていた。この原理にもとづいて、ラザフォードとガイガーは電極とガラス管から構成される単純なカウンターを作った。ガラス管を通り抜けるアルファ粒子はすべて、電気パルスとしてカウントできる。