Крајем 19. века експериментално је потврђено постојање електрона, било је јасно да се супстанца изграђена од молекула и атома и да у састав атома улазе електрони и позитивно наелектрисане честице. О природи позитивног наелектрисања није се знало ништа. У молекулско-кинетичкој теорији предвиђа се да су димензије атома реда величине 10-10m.
Џ. Џ. Томосон је (1903.) предложио модел атома по коме атом представља сферу (лопту) у којој је равномерно распоређена позитивна количина наелектрисања, у којоj пливају електрони. Електрони се крећу, претежно осцилујући око својих равнотежних положаја (атом представља хармонијски осцилатор).
Помоћу овог модела могу успешно да се објасне само неке појаве:
Овај модел није могао да објасни емисију светлости ни низ других појава.
Ернест Радерфорд је са својим сарадницима изводио експерименте у којима је посматрао расејање a-честица при проласку кроз танке фолије злата. Требало је очекивати да a-честица пролази кроз фолију без већег скретања са почетног правца, зато што позитивно наелектрисање равномерно распоређено (недовољна густина), а лаки електрони не могу да утичу на скретање.
Експерименти су показали да највећи број a-честица пролази кроз фолију без скретања са правца кретања или се расејава под малим углом у односу на правац кретања пре проласка кроз фолију, али се понеке честице расејавају под великим углом, чак и под углом од 1800 (враћају се назад).
Анализирајући резултате експеримента, дошао је до следећих закључака:
Радерфорд је (1911.) је на основу анализе експеримената формулисао динамички или планетарни модел атома, користећи аналогију са планетарним Сунчевим системом.
Својим моделом, Радерфорд је успоставио основне претпоставке о распореду честица у атому.
Један од основних недостатака овог модела је што не може да објасни стабилност атома.
Пошто систем непокретних наелектрисања не може да се налази у равнотежи, Радерфорд је претпоставио да се електрони крећу око језгра описујући затворене путање (динамичка равнотежа – привлачна електростатика сила једнака центрифугалној сили). Пошто се креће по кружној путањи електрон има радијално убрзање. Према класичној електродинамици, ако се електрон креће убрзано, морао би да емитује енергију у облику електромагнетних таласа. Што значи да би се енергија електрона смањивала, а електрони би се постепено приближавали језгру, па би врло брзо пали на језгро – то се не дешава.
Радерфордов модел не може да објасни ни зрачење које емитује атома. Пошто се енергија смањује континуирано, требало би да се континуирано мењају и таласне дужине у спектру зрачења које емитује атом. Али, експерименти су показали да спектар није континуалан већ линијски – састоји се од уских раздвојених линија чије су таласне дужине увек исте.
Додатак:
Дискретни спектар водониковог атома | Боров модел атома |