19. yüzyılın sonunda havası boşaltılmış cam tüplerden geçirilen elektrik, karşı duvarda parlak bir leke bırakıyordu. Bu 'katot ışınları'nın ne olduğu tartışmalıydı: Alman fizikçilerin çoğu bunları eter dalgası, İngilizler ise parçacık akışı sayıyordu.

Thomson 1897'de Cambridge'deki Cavendish Laboratuvarı'nda ışınları hem manyetik hem elektrik alanla saptırıp sapmayı ölçtü ve parçacığın yük/kütle oranını hesapladı. Sonuç şaşırtıcıydı: oran, bilinen en hafif iyonunkinden yaklaşık iki bin kat büyüktü. Aynı değer, katot hangi metalden yapılırsa yapılsın değişmiyordu — yani bu parçacık, herhangi bir elementin değil, tüm maddenin ortak bileşeniydi. Thomson buna 'corpuscle' dedi; bugünkü adı elektrondur.

Sonuçları iki yönlüdür. Kavramsal olarak atom, kimyanın devraldığı bölünemez birim olmaktan çıkıp iç yapısı olan bir sisteme dönüştü; Thomson'ın 'üzümlü kek' modeli 1911'de Rutherford'un çekirdeğiyle, o da 1913'te Bohr'un yörüngeleriyle değişti — modern atom fiziğinin zinciri buradan başlar. Pratik olarak ise elektronun kontrol edilebilir bir parçacık olduğunun anlaşılması, katot ışın tüpünden radyoya, televizyona ve nihayetinde tüm elektroniğe uzanan teknolojinin zeminidir. Thomson'ın ölçtüğü yük/kütle oranı, on iki yıl sonra Millikan'ın yükün kendisini ölçmesiyle tamamlandı.