หลอดรังสีแคโทดถูกดูดอากาศออกหมด และต่อเข้ากับแหล่งไฟฟ้าความต่างศักย์สูงมี
แคโธด B เป็นขั้วลบ และแอโนด
A เป็นขั้วบวก ทำให้เกิดลำรังสีแคโทดผ่านไปตามช่องและ
ต่อไปยังแผ่นอะลูมิเนียมคู่หนึ่ง ( C และ D )ที่ต่อเข้ากับความต่างศักย์ค่าหนึ่ง
ที่ปลายหลอดเป็น
ฉากกั้นเรืองแสงและมีแถบวัดค่ามุมเบี่ยงเบนติดไว้
จากการทดลองทอมสันพบว่าลำรังสี
แคโทดเบนเข้าหาแผ่นอะลูมิเนียมที่มีความต่างศักย์สูง(ขั้วบวก)
เขาจึงสรุปว่าลำรังสีแคโทดแท้ จริงเป็นอนุภาคที่มีประจุลบหรืออิเล็กตรอน