卢瑟福在原子结构研究方面的关键发现是提出了原子的核式结构模型。他通过α粒子散射实验，发现原子的中心存在一个很小但质量很大的核心，即原子核，而电子则围绕原子核在特定的轨道上运动。这一发现推翻了之前流行的枣糕模型，为现代原子物理学奠定了基础。
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