В 1850 году сэр Уильям Крукс сконструировал "разрядную трубку", которая представляет собой стеклянную трубку с удаленным воздухом и металлическими электродами на концах, подключенную к источнику высокого напряжения. При создании вакуума в трубке можно наблюдать световой разряд, идущий от катода (отрицательно заряженного электрода) к аноду (положительно заряженному электроду). Крукс назвал это излучение "катодными лучами".
После экспериментов с катодными лучами сэр Джозеф Джон Томсон установил, что испускаемый луч формируется отрицательными зарядами, поскольку они притягиваются положительным полюсом. Томсон знал, что атомы электрически нейтральны, но он установил, что для этого атом должен иметь одинаковое количество отрицательных и положительных зарядов. Отрицательные заряды были названы электронами (e-).
В соответствии с установленными предположениями о нейтральном заряде атомов Томсон предложил первую атомную модель, которая описывалась как положительно заряженная сфера, в которую были инкрустированы электроны (с отрицательным зарядом). Она известна как модель сливового пудинга.
В 1906 году Роберт Милликан определил, что электроны имеют кулоновский (С) заряд -1,6 * 10−19, что позволило рассчитать его массу как крошечную, равную 9,109 * 10−31 кг.
В то же время эксперименты Евгения Гольдштейна в 1886 году с катодными разрядными трубками позволили ему установить, что положительные заряды имеют массу 1,6726 * 10−27 кг и электрический заряд +1,6 * 10 С−19. Позже лорд Эрнест Резерфорд назвал эти положительно заряженные частицы протонами.
