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Rutherford führte im Jahr 1909 den sehr bekannten, so genannten Streuversuch aus. Rutherford steckte ein radioaktives Material (Radiumchlorid) in einen Bleiblock. Radium ist ein sogenannter Alphastrahler (er sendet Alphastrahlen (positiv geladen) aus, die mit einer Geschwindigkeit von ca. 15000 km/s). Vor der Öffnung des Bleiblocks brachte er eine 0,0005 mm dünne Goldfolie an (entspricht einer Schicht aus 1000 Atomen). Darum befand sich ein Leuchtschirm aus Zinksulfid, auf dem kleine Lichtblitze entstehen, wenn sie von einem Alphateilchen getroffen werde. Das ganze befand sich in einer Vakuumkammer, damit die Alphateilchen nicht mit Luftteilchen zusammenstoßen konnten.

Auf dem Leuchtschirm konnte er erkennen, dass fast alle Alphateilchen einfach durch die Goldfolie hindurch gingen. Ein paar wurden abgelenkt und nur wenige sogar zurückgeworfen.

Zitat Rutherford: "Es ist ziemlich das unglaublichste Ereignis, das mir je in meinem Leben passierte. Es war fast so unglaublich, als ob Sie eine 38cm-Granate gegen ein Stück Seidenpapier abfeuern, und sie kommt zurück und trifft Sie."