Une particule alpha est un noyau d’hélium composé de deux protons et de deux neutrons liés ensemble. Lorsqu'il s'approche suffisamment du noyau d'un atome, il subit une forte répulsion électrostatique de la part des protons chargés positivement dans le noyau. Cette force répulsive est beaucoup plus forte que la force nucléaire attractive qui lie les particules alpha entre elles.

En conséquence, la particule alpha est déviée du noyau et sa trajectoire est considérablement modifiée. La nature exacte de la déviation dépend de l'énergie de la particule alpha et de la taille du noyau. Dans certains cas, la particule alpha peut être complètement déviée et dispersée loin du noyau, tandis que dans d’autres cas, elle peut pénétrer dans le noyau et provoquer une réaction nucléaire.

Pour un noyau isolé ou un noyau sans électrons orbitaux, les déflexions peuvent être calculées avec une physique relativement simple. Cependant, dans des atomes et des molécules réalistes, l’effet des électrons, ainsi que les effets quantiques potentiels, rendent une analyse détaillée beaucoup plus complexe.