“是的，正像伽利略、牛顿发现天上地下一个样，我们又发现太阳系和原子内部一个样。不过这微观世界会另有一套规律，还需要我们仔细去摸索呢。”
1911年，卢瑟福提出了原子的“太阳系模型”，这是科学史上的一项伟大成就。原子和原子核物理学从此发展起来。后来他的学生玻尔又把量子论引到原子结构中来，修改了这个模型，使之更加完善，人们就把这个模型称为“卢瑟福-玻尔原子”。这个模型成功地解释了许多物理和化学现象，促进了以后的原子能研究。我们现在已经知道核的体积还不到原子体积的一万亿分之一，但它却占据整个原子质量的99.5%以上。就是说，它本身的密度实在是大。如果设想一粒蚕豆全部以原子核组成，那么它的质量就会达到一亿吨！你绝不要想用手去拈得动这粒豆子，因为通常运输一亿吨的物资，就需要用能绕赤道一周的列车来装呢！
再说1919年第一次世界大战刚结束不久，英国教育界正百废待兴。战争期间卢瑟福也被征入海军，研究了几年怎样打潜艇。这时，科学家们又都渐渐回到了自己的实验室，而汤姆孙现在已是63岁的老人，还身兼三一学院的院长，再领导卡文迪许这个处于物理世界最前沿的实验室已力不从心。他想起了自己的得意学生，便四次写信诚恳地请卢瑟福来接此重任。
1919年4月2日，卢瑟福正式到卡文迪许实验室上任。这是他一生中的第三个阶段，也是最后一个阶段。他自任教授以后三易其地，但是由于他的刻苦、谦虚，每到一地都干出了惊人的成果，而且每到一地，在他的周围就立即团结了一批有为的年轻人。这次他到卡文迪许实验室一上任就宣布了一个新课题——研究原子核的构成。在曼彻斯特时，他打碎了原子，现在他又要打碎原子核了。
在一间专用实验室里，窗帘拉得很严，屋角点着一盏光线微弱的煤气灯。助手们已经提前来了，他们必须先适应一会儿屋内暗淡的光线。对面是一架很简单的仪器，使α粒子穿过氮气打到靶子上，再通过显微镜观察荧光屏上的闪光点。走廊上响起卢瑟福咚咚的脚步声，他连走路也像个结实的农民，接着助手们听见了他哼的小调“前进，基督的士兵”。大家相视一笑，这是教授的习惯，每当哼这支歌时实验就快接近成功，如果哼起“大干一场”，不用问，是实验遇到了麻烦。
门开了，背后响起卢瑟福洪亮又亲切的声音：“孩子们，准备好了没有？”
“准备好了。”
“开始！”
大家各就各位，而卢瑟福坐在一边喝茶，有时还讲一个幽默的小故事。卡文迪许实验室有着最优秀的人才，最严格的科学精神，还有一种最和谐的气氛，人们把这里称为“科学天才的幼儿园”，研究生们都尊称卢瑟福为“父亲”，而卢瑟福也常常高兴地喊他们“孩子们”。这群“孩子”来自世界上不同的地区，不同制度的国家，他们离开家寻找自己“事业上的父亲”，都有一些曲折的经历。查德威克在曼彻斯特时期就曾追随他，战争中曾被德军俘虏，但是战争一结束便又回到他的身边。从苏联来的青年彼得·卡皮查，初登卡文迪许的门时卢瑟福并不准备收他，因为这里几乎每天都有人想跻身其中，能当卢瑟福的一名研究生是青年人的最高荣誉。
卡皮查问：“卢瑟福先生，我能来卡文迪许做一名研究生吗？”
“对不起，我这里的名额已经满员。”
“实验室里的名额允许不允许有一点儿误差啊？”
“一般不得超过10%。”
“那就好办，你们一共三十人，加我一个还在允许范围之内。”
卢瑟福笑了，他一看这就是个十分聪明的青年，便高兴地说：“好，收下你。”
