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19世纪末，电学兴起，这提供了破坏原子的方法。在低压气体下放电，原子被分为带电的两部分。1897年，美国的汤姆逊在研究该两部分电荷时，发现其一带负电(称为电子)，而另一个较重要的部分则带正电。这一事实说明原子不再是不可分割的。1895年，德国的仑琴发现X光，接着贝克勒及居里夫妇相继发现放射性元素。放射性元素就是可放出“某些东西”的原子。这些东西后来被称为α、β粒子，飞行很快。可穿透物质。这一穿透能力很快应用于探讨原子内部构造的工具，实验结果有时粒子毫无阻碍地通过，有时则又发生猛烈的碰撞。用汤姆逊的原子模型不能解释。1911年卢瑟福为了解释这一实验结果，提出一个新的原子模型。他证明：原子中带正电的部分必须集中于一个非常小而重的原子核里，而电子则如行星绕日般地围着原子核转动，原子核与电子间是有很大空隙的。用这一模型算出的数值，正是实验结果。
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