Так представление о неделимости атома ушло в историю. А спустя десять с небольшим лет в физике произошел очередной прорыв. В 1911 г. Эрнест Резерфорд провел серию экспериментов, которые позволили заглянуть внутрь атома и получить представление о его устройстве. Он установил, что большая часть массы атома сосредоточена в невероятно плотном объекте, расположенном в его центре. А вся остальная часть атома оказывалась на много порядков менее плотной, нежели это представлялось раньше. В этом же центральном объекте, который ученый назвал ядром атома, сосредоточен и весь его положительный электрический заряд. Модель атома, предложенная Резерфордом, была названа планетарной в силу своего сходства с известной нам моделью Солнечной системы: в центре его находится положительно заряженное ядро, вокруг которого по разным круговым орбитам движутся отрицательно заряженные электроны. Вместо сил тяготения, действующих в Солнечной системе, в атоме действуют силы электромагнитные: положительный заряд атомного ядра уравновешивается суммой зарядов электронов, поэтому атом электрически нейтрален. Итак, у Резерфорда получилось, что каждый атом – это целый сложно устроенный мир, только очень малых размеров.
После того как эмпирическим путем было установлено существование не только атома, но и некоторых элементов его структуры, ученым-физикам, естественно, захотелось объяснить те явления и процессы, которые происходят с атомами и внутри них. И первое, что они сделали, – это попытались применить к описанию микромира законы классической механики. Но здесь их ждало разочарование. Оказалось, что и атомы, и составляющие их частицы категорически отказываются подчиняться этим законам, что процессы, происходящие в микромире, в отличие от ряда процессов макромира, невозможно объяснить с точки зрения механических взаимодействий. Да и моделям, создаваемым для описания объектов макромира, нет места в мире атомов. К примеру, по всем канонам механики того времени атом, описанный посредством планетарной модели Э. Резерфорда, может существовать лишь крохотную долю секунды. Дело в том, что электрон, находящийся на орбите, движется с ускорением, а, исходя из уравнений Дж. К. Максвелла, он должен излучать электромагнитные волны, следовательно, терять энергию и очень скоро покинуть свою орбиту и упасть на ядро. Но к счастью, на деле это не так: реальные атомы могут существовать миллионы и даже миллиарды лет. Кстати, забегая вперед, отметим, что разрешить проблему с электроном, падающим на ядро, и направить науку по новому пути понимания структуры атома смог датский физик-теоретик Нильс Бор. Но об этом чуть позже.