Para una primera aproximación, el núcleo contiene la masa completa del átomo, así como también para una primera aproximación, la relación de densidad del núcleo al conjunto es infinito. Por supuesto, no es realmente infinito (los electrones tienen cierta masa), pero el núcleo es tan pequeño en comparación con el conjunto que la proporción es extremadamente grande.
Esto fue descubierto por primera vez por Ernest Rutherford en 1911 como resultado del experimento de disparar partículas alfa a través de una lámina de oro. Se encontró que algunos rebotaban hacia atrás, el equivalente (según las palabras de Rutherford) de “como si dispararas una cáscara de 15 pulgadas a un pedazo de papel de seda y regresara y te golpeara”. En realidad, no realizó el trabajo experimental, que fue realizado por Hans Geiger (él del mostrador) y Ernest Marsden, pero fue una idea inspirada de Rutherford buscar rebotes con ángulos de desviación altos.
El rebote fue causado por carga electrostática, no por impulso elástico, pero demostró que el núcleo debe ser prácticamente una fuente atómica de fuente puntual, ya que debe experimentar la reacción igual y opuesta sin ningún movimiento significativo.