阴极射线粒子性的最终确证是在约瑟夫·汤姆生重复了赫兹的实验之后。约瑟夫·汤姆生发现，赫兹当年的失败主要是由真空度不够高、引起残余气体的电离、静电场建立不起来所导致的。他说：“我重复这一实验时，起初也得到和他同样的结论，但后来发现不偏转的原因是由于阴极射线使稀薄的气体产生导电性。我在对电流进行测量时，发现真空度提高时导电性消失得很快。显然，在很高的真空度下作赫兹实验，有可能观察到阴极射线受静电力偏转的现象。”
约瑟夫·汤姆生从实验结果中完全证实了阴极射线是带负电的粒子流的结论。阴极射线是带负电的粒子流的结论已是确定无疑的了。但这些粒子是原子、分子，还是更小的微粒呢？约瑟夫·汤姆生对此作了更进一步的研究。约瑟夫·汤姆生通过计算，发现克鲁克斯使小风轮转动的实验，不能用分子流的作用来加以解释，这个作用力太小。
约瑟夫·汤姆生用了两种方法测定阴极射线微粒的荷质比（电荷e/质量m）值。第一种方法是将一束阴极射线通过强磁场使其偏转后撞击已知热容的固体，使其动能转化为热量，测出热量可算得动能，用数学公式可求得（电荷e/质量m）值。第二种方法则是用电场和磁场使阴极射线发生偏转去测得（电荷e/质量m）值。他测得的荷质比（电荷e/质量m）之数量级为107单位／克，这要比在众所周知的电解过程中测得的氢离子的荷质比大上千倍。约瑟夫·汤姆生认为，这可能是阴极射线中的粒子质量很小、也可能是其电荷较大造成的。进一步的分析使约瑟夫·汤姆生断定，阴极射线是由质量比氢离子小得多的粒子组成的。他最初把这些粒子称为带负电的“微粒”。
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