19世纪后期，低压气体放电现象引起了许多物理学者的兴趣。大多数英国物理学者，包括汤姆逊本人在内，都认为阴极射线是带电粒子流，它们可被磁场偏转；而多数德国物理学者则认为既然阴极射线能在玻管壁上产生荧光，则必与紫外线相类似，因而把它看作是一种以太波。19世纪90年代初，德国人勒纳由实验得知阴极射线可通过金属薄片，因此认为它不可能是粒子流。后来，汤姆逊发现阴极射线的速度小于光速2个数量级，认为它不可能是以太波。1896年，他邀请勒纳到英国进行学术交流，彻底了解清楚勒纳的思想和实验结果。终于使他产生一个新的想法，阴极射线可能是质量和线度小于原子的粒子射线。
