인간이 전자를 발견하는 과정은 꽤 길다. 1833년 초에 패러데이의 전기분해 법칙에서 그는 전기가 독립된 입자의 형태로 존재한다는 결론을 내렸습니다. 과학자들이 염산 용액에 전류를 흘릴 때 관찰되는 전기분해 과정에 대한 심층 분석을 수행하기까지는 40년이 걸렸습니다. 1874년 아일랜드의 물리학자 스토니(Stoney)는 전기분해의 법칙을 처음으로 추론했습니다. 즉, 원자가 운반하는 전하는 기본 전하의 정수배입니다. 1891년에 그는 전기의 최소 단위로 전자를 사용할 것을 제안했습니다.
톰슨 검류계 전자 발견에 대한 톰슨의 연구는 음극선의 성질을 연구하는 것에서 시작되었습니다. 음극선이 발견된 이후 일부 과학자들은 음극선을 하전입자의 흐름이라고 믿었고, 다른 과학자들은 빛과 같은 전자기파라고 주장해 양측의 의견이 엇갈렸다.
톰슨은 음극선이 전하를 띤 입자의 흐름이라면 전기장과 자기장을 통과할 때 운동 방향이 바뀔 것이라고 믿습니다. 그렇지 않으면 음극선은 의심할 바 없이 빛과 같은 전자기파입니다. Thomson은 처음에 회전거울법을 사용하여 15미터 길이의 진공관 내에서 낮은 압력에서 음극선의 전파 속도를 측정했는데, 그 값은 1.9×10미터/초로, 이는 빛의 속도보다 훨씬 느렸습니다. 따라서 Thomson은 음극선을 전자기파로 간주할 수 없다고 믿었습니다.
음극선이 전자기파라는 사실을 부인하고 음극선이 입자 흐름이라고 말할 수도 없는 톰슨은 전기장과 자기장에서 움직이는 음극선에 대한 실험을 수행했습니다. 그는 음극선의 전하를 측정하기 위한 프랑스 물리학자 페랭의 실험을 크게 개선했습니다. 그는 수신관에 음전하를 수집했습니다. 그는 또한 음극선과 음전하 흐름이 자기장과 전기장의 영향을 받아 동일한 운동 경로를 갖는다는 것을 발견했습니다. 따라서 Thomson은 음극선이 음으로 하전된 입자의 흐름으로 구성되어 있다고 결론지었습니다.
이러한 음전하 입자가 무엇인지 알아내기 위해 Thomson은 음극선 입자의 질량에 대한 전하의 비율, 즉 전하 대 질량의 비율을 교묘하게 측정했습니다. 그는 음극선관의 음극을 만들기 위해 다양한 금속 재료를 사용하고 관 안에 다양한 가스를 채웠지만 측정된 전하 대 질량 비율은 항상 변하지 않았습니다. 이 결과는 Thomson의 관심을 불러일으켰습니다.
톰슨은 음극선 입자의 질량에 대한 전하비와 전기분해의 법칙으로 계산된 수소이온의 질량에 대한 전하비를 비교한 결과 후자가 1/1000 미만이라는 사실을 발견했다. 이전의. 이 발견은 매우 중요합니다. 왜냐하면 음극선 입자의 전하가 수소 이온의 전하와 같으면 음극선 입자의 질량은 수소 이온의 질량보다 훨씬 작기 때문입니다. 수소이온은 이미 당시 알려진 가장 가벼운 입자였기 때문에, 그렇다면 음극선 입자는 이전에는 볼 수 없었던 새로운 형태의 입자였다. 음극선 입자의 전하를 측정하는 방법 Thomson은 다른 학생인 Townsend가 가스 이온의 전하 값을 측정했다고 생각했습니다. 그는 이 실험을 약간 개선하여 음극선 입자의 전하 값을 측정했습니다. 수소이온과 동일하다.
이로부터 Thomson은 다음과 같은 결론에 도달했습니다. 음극선은 수소 이온보다 질량이 훨씬 작은 입자의 흐름입니다. 이 입자는 가장 작은 전하 단위를 운반하지만 음수입니다. 모든 증거는 인류에게 전혀 알려지지 않은 새로운 입자를 가리킵니다. Stoney가 명명한 가장 작은 전하 단위의 도움으로 Thomson은 음극선 입자를 "전자"라고 불렀습니다. 엑스레이
1895년 11월 8일 저녁, 뢴트겐은 뷔르츠부르크 대학교 실험실에서 음극선에 대한 실험을 수행하고 있었습니다.