استخدم طومسون الحقيقة التي تنص على أن الشحنات المتضادة تتجاذب في أنبوب الأشعة المهبطية.
في أنبوب الأشعة المهبطية، يتم إطلاق الإلكترونات من المهبط بواسطة فرق جهد عالي. تنتقل هذه الإلكترونات عبر الأنبوب، وتصطدم بشاشة فلورية، مما ينتج عنه وميض ساطع.
لاحظ طومسون أن شدة الوهج كانت أكبر عندما كان المهبط موجب الشحنة، وكان الكاثود سالب الشحنة. يفسر هذا السلوك بكون الإلكترونات سالبة الشحنة، وأنها تتجاذب مع الكاثود موجب الشحنة.
لمزيد من التفسير، يمكننا القول إن الإلكترونات سالبة الشحنة، والكاثود موجب الشحنة. لذلك، فإن الإلكترونات لديها قوة جذب كهربائية للكاثود. هذه القوة تجذب الإلكترونات إلى الكاثود، مما ينتج عنه شدة وميض أكبر.
أثبتت تجربة طومسون أن الإلكترونات هي جسيمات أساسية في الطبيعة لها شحنة سالبة. كما أثبتت أن الإلكترونات موجودة في جميع المواد، بما في ذلك المعادن والبلاستيك والزجاج.
تعتبر تجربة طومسون واحدة من أهم التجارب في تاريخ الفيزياء. فقد أثبتت وجود الإلكترونات، مما أدى إلى فهم أفضل للبنية الذرية.