يتم تطبيق تيار مباشر عالي الجهد على أنبوب زجاجي قريب من فراغ داخلي ومختوم بأقطاب معدنية في كلا الطرفين ، وسيقوم الكاثود بإصدار أشعة الكاثود في أحد طرفيه. يمكن لشاشة الفلورسنت أن تعرض اتجاه هذا النوع من الأشعة. إذا تم تطبيق مجال كهربائي موحد ، فإن أشعة الكاثود ستكون منحازة نحو القطب الموجب ؛ وإذا تم تركيب عجلة في الأنبوب الزجاجي ، يمكن للأشعة أن تجعل العجلة تدور. تم التأكيد لاحقًا على أن أشعة الكاثود عبارة عن مجموعة من الجسيمات عالية السرعة ذات الشحنات السالبة ، أي تيار من الإلكترونات. تم اكتشاف الإلكترونات هنا.
الإلكترون هو أول جسيم دون ذري يتم اكتشافه. حتى الآن ، الإلكترون هو الأخف وزنًا من بين جميع الجسيمات ، فقط 9.11 × 10 ⁻³¹kg ، وهي ذرة هيدروجين [1 / 1836.152701 (37)] ، والتي تم تمريرها بواسطة Millikan حوالي عام 1910" الشهير ؛ تجربة قطرة الزيت" ؛ صنع. يحتوي الإلكترون على شحنة سالبة تبلغ وحدة واحدة ، أي 4.8 × 10 وحدة إلكتروستاتيكية أو 1.6 × 10 كولوم. حجمه صغير جدًا بحيث لا يمكن قياسه باستخدام التكنولوجيا الحالية.
تعتقد الفيزياء الحديثة أن إحدى الإلكترونات التي تنتمي إلى اللبتونات هي إحدى الوحدات الأساسية للمادة (والأخرى هي الكوارك).