رادرفورد در توجيه نتايج آزمايش صفحه طلاي خود، مدل جديدي براي اتم پيشنهاد كرد كه به ‹‹مدل اتم هسته‌دار›› موسوم است و براساس آن تمام بار مثبت و تقريباً تمامي جرم اتم در قسمت مركزي آن تمركز دارد. انحراف قابل توجه ذرات آلفا را مي‌توان به نزديك شدن آنها به اين توده بارهاي مثبت و جرم نسبتاً زياد آن نسبت داد.

اين قسمت مركزي به ‹‹هسته اتم›› مرسوم شد كه الكترونها بر روي مدارهاي مختلفي به دور آن مي‌چرخند.

اگر چه مدل اتمي رادرفورد، براساس نتايج تجربي پيشنهاد شده بود و با روند انحراف ذرات آلفا در برخورد به ورقه‌هاي نازك فلزي، هماهنگي كامل داشت. ولي با وجود اين موفقيت، با نارساييها و ايرادهايي اساسي مواجه شد كه به 2 مورد آن اشاره مي‌كنيم.

با توجه به اينكه هسته اتم داراي بار مثبت و الكترون داراي بار منفي است، الكترون نمي‌تواند در اتم بي‌حركت باشد، زيرا الكترون جذب هسته شده و موجوديت اتم در معرض سؤال قرار مي‌گيرد.

پس بايد قبول كرد كه الكترون به دور هسته اتم مي‌چرخد، در اين صورت، براساس نظريه كلاسيك تابشهاي الكترومغناطيس، چون الكترون ذره اي باردار است و حركت آن به دور هسته يك حركت شتابدار محسوب مي‌شود. پس بايد به طور پيوسته و تدريجي انرژي خود را به صورت تابشهاي الكترومغناطيس از دست بدهد كه بررسيهاي تجربي چنين رويدادي را تأييد نمي‌كند. زيرا اگر چنين بود، از يك طرف طيف نشري اتم مي‌بايست پيوسته باشد، در صورتيكه طيف نشري اتم، طيف خطي است. از طرف ديگر، الكترون مي‌بايست به طور پيوسته و تدريجي انرژي خود را از دست بدهد و با طي مسير مارپيچي، پس از مدت معيني بر روي هسته بيفتد. حال آنكه عملاً اين چنين، روي نداده است.

قابل توجه است كه مسئله علمي روز در آن زمان فقط، چگونگي قرار گرفتن الكترونها و پروتونها در درون اتم و با تعيين وضعيت الكترون در اطراف هسته اتم نبود، بلكه مسايل مهم ديگري توجه دانشمندان را به خود جلب كرده بود كه به طيف نشري اتم مربوط مي‌شد. مثلاً چرا طيف نشري اتم در حالت گازي، به صورت خطي است؟ و يا اتم هيدروژن كه فقط يك الكترون دارد، چگونه طيفي خطي شامل چند سري از خطوط طيفي در نواحي مرئي و زيرقرمز مي‌دهد كه هر سري خود شامل چندين خط طيفي است؟

نه تنها مدل اتمي تامسون، بلكه مدل اتمي رادرفورد نيز، نمي‌توانست پاسخي براي اين نوع پرسشها پيدا كند. از اين‌رو مدل اتمي رادرفورد نيز مدلي نارسا قلمداد شد. در حاليكه مسايل حل نشده روز، به ويژه مسايل مربوط به طيف اتم، به زير بناي نظري كاملتري نياز داشت.

اولين كسي كه مسايل مربوط به طيف نشري اتم را با ارائه مدل اتمي نسبتاً كامل و در عين حال ساده‌اي براساس نظريه كوانتومي حل و فصل كرد، بوهر دانشمند دانماركي بود.