早在西元前6 世紀左右， 古希臘哲學家泰利斯(Thales, 640~546 B.C.)就注意到琥珀摩擦後，會吸引毛髮或一些小碎片。當時仍不知道這是靜電現象，以為是和磁石吸鐵一樣的力量，直到西元1600年，英國物理學家吉爾伯特(William Gilbert)才區分電與磁不同，而根據琥珀的拉丁文「electrum」，將電的拉丁文命名為「electricus」，代表像琥珀般的吸引力。
進入19世紀後，人類對於電越來越了解，也越能加以運用。1800年，伏打發明第一個電池：伏打堆，可以提供穩定的連續電流，進一步推動電化學和電磁學的發展。30年後法拉第發現電磁感應，因而發明發電機；再過30年，馬克士威提出電磁方程組，預測電磁波的存在；又過了將近30年，赫茲以實驗召喚出電磁波，開啟無線電的發明。然而，眼看要邁入20世紀了，仍然沒有人知道電的本質是什麼，結果謎底得以揭曉的契機竟來自光，一道神秘的光。
1850年代，德國物理學家蓋斯勒(Heinrich Geissler)發明「蓋斯勒管」，通電後會讓玻璃管中的稀薄氣體發光，也就是現代霓虹燈管的前身。20年後，英國物理學家克魯克斯(William Crookes)從蓋斯勒管中抽出更多氣體，使得玻璃管內不到百萬分之一大氣壓，結果更接近真空的「克魯克斯管」不再發光，只有陽極那端的玻璃本身發出綠色磷光。
這個光從何而來？有人在克魯克斯管內、介於陰極和陽極之間放塊板子，結果板子的陰影投射在陽極那邊的玻璃上，可見磷光肯定是來自陰極的某種射線造成的，因此稱之為陰極射線。問題是陰極射線是什麼？有些人認為是一種「以太波」(當時認為電磁波也是經由無所不在的以太傳遞)，有些人則主張是帶電的粒子，雙方爭執不休始終沒有定論，最後才終於由湯姆森(Joseph John Thomson)釐清真相。
湯姆森1856年12月18日出生於英國的曼徹斯特，自小展露科學上的天分，14歲就進大學。原本父親安排他念完工程科系後，到一家汽車廠當工程師，但三年後父親突然過世，打亂了原有計畫，最後他在1876年轉往劍橋大學三一學院就讀數學系，七年後取得碩士學位。隔年他即接任卡文迪許物理學教授，前兩任馬克士威和瑞利男爵都是在40歲左右獲聘，湯姆森才28歲就獲此殊榮，足見其過人之處。
湯姆森早期的論文都是以電磁學的理論為主，但1897年他決定進行陰極射線的實驗，希望一舉解決多年來的爭論。由於磷光出現在陽極那端，而且用靜電計能檢測到負電荷，這的確像是帶負電的粒子被陽極吸引過去的結果。但又無法解釋為什麼施加電場卻不會讓陰極射線偏折，加上陰極射線能穿過相當厚度的鋁箔，因此另外一派才主張是以太波，而把靜電計檢測到的負電荷歸因於少量氣體被以太波衝擊的結果。
湯姆森將陰極射線管內的靜電計用金屬圓柱包圍起來，只露出一道狹縫讓陰極射線可以通過。然後從外部施加磁場讓陰極射線產生偏移，結果靜電計毫無反應，證明負電荷與陰極射線兩者是一體的，而不是來自管內的氣體。接著他設法讓---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
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