Досліджуючи проходження  - частинок з енергією декілька МеВ крізь тонкі пластинки золота, Е.Резерфорд зробив висновок про те, що атом складається з позитивно зарядженого ядра і електронів, які його оточують.
Розмір ядра  м, а розмір атома  м.

Атомне ядро складається з елементарних частинок протонів і нейтронів.

Протон (р) має позитивний заряд, що до­рівнює заряду електрона, масу спокою  , спін   і власний магнітний момент  , де   – ядерний магнетон.

Нейтрон (n)-нейтральна частинка з масою спокою    , спіном   і власним магнітним моментом 

Протони і нейтрони називають нуклонами (від латинського nukleus – ядро). Загальна кількість нуклонів в ядрі називається масовим числом А. До складу ядра входять Z протонів та N нейтронів, тому A=Z+N

Атомні ядра є стійкими утвореннями. Це означає, що в ядрі між нуклонами існують сили притягання, які забезпечують зв’язки між нуклонами.

Мас-спектрометричні дослідження показали, що маса ядра менша, ніж сума мас нуклонів, з яких воно складається.

Зменшення маси нуклонів викликане переходом їх із вільного стану у зв’я­заний стан в атомному ядрі. Виникнення зв’язаного стану нуклонів відбувається під дією ядерних сил притягання. Як тільки нуклони виявляються в області дії ядерних сил, вони швидко починають зближатися і набувають великої кінетичної енергії. При переході нуклонів у зв’язаний стан (утворення ядра) вони потрапляють в потенці­альну яму з мінімальними для даного ядра значеннями енергії спокою   На рис. 334 наведеназалежність потенціальної енергії (а) протона і нейтрона (б) від відстані від ядра.