阴极射线管历史
CRT
2
3. 荫罩
材料要求 a 低碳钢：厚度均匀，孔形状整齐光洁 b 低膨胀系数：防止热拱起效应，可使用殷钢 刻蚀打孔
冲压成形
（孔厚度约 等于荫罩厚 度）
荫罩的温度修正：目的是防止热 拱起（一般、局部） 方法：镀铋、机械修正
黑化处理 （四氧化 三铁）： 防锈、提 高热辐射 系数，抑 制升温
静会聚：没偏转线圈时，三个电子束聚于荧光屏中央一点 如出现误差可通过静会聚磁铁修正 动会聚线圈：还要使三个电子束在整个画面上都能正确的 会聚为一点。对于一字型电子枪，不需要此结构，动会聚 功能由偏转线圈完成，这种功能被称为自会聚
1. 三种实用的CRT结构：
a.一字型电子枪 和条状荧光屏 一字型电子枪 能实现自会聚， 即不用通过动 会聚线圈，单 靠偏转线圈产 生特殊不均匀 磁场就可实现 三个电子束的 会聚。
4. 荧光屏
（1）荧光粉 CRT上常用的荧光粉
余辉时间 S 1us~1ms
M 1~30ms
L 30ms~1s
代表性荧光粉光谱分布
B：ZnS:Ag
G：ZnS:Cu
R：Y2O2S:Eu3+ （稀土类荧 光粉）
老绿荧光粉：P1 Zn2SiO4:Mn2+ 余辉长，拖影 荧光粉材料正从硫化物荧光粉向稀土荧光粉发展
有颜料蓝荧光粉
（2）黑底 为进一步增加对比度，现在彩色CRT荧光屏都使用黑底
引入黑底技术 之前荧光粉点 排列
荫罩孔点小，电子轰击点面积小于荧光粉点。87%外光被荧光膜 扩散反射，导致对比度低 使用黑底技术之 后荧光粉点排列 石墨涂层占荧光屏面积 40~50%，电子轰击点面 积大于荧光粉点。48% 外光被荧光膜扩散反射， 对比度提高
阴极射线管历史
阴极射线管历史一百多年前，手艺高超的德国玻璃工人会制造一种能发出绿光的管子，有钱人家将它悬挂在客厅里做装饰品，以炫耀他们的富有。
这种管子曾引起过很多科学家的兴趣，一位英国皇家学会会员化学家兼物理学家威廉?克鲁克斯(William.Crookes)(左图)对这种能发光的管子着了迷，很想弄清楚这些光线究竟是什么，他做了一根两端封有电极的玻璃管，将管内的空气抽出，使管内的空气十分稀薄，然后将高压加到两块电极上，这时在两极中间出现一束跳动的光线，这就是很多科学家潜心研究的稀薄气体中的放电现象。
玻璃管内的空气越稀薄，越容易产生自激放电现象。
但是，当玻璃管内的空气稀薄到一定程度时，管内的光线反而渐渐消失，而在阴极的对面玻璃管壁上出现了绿色荧光。
这种阴极发射出来的射线，肉眼看不见，但能在玻璃管壁上产生辉光或荧光。
科学家们称这个神秘的绿色荧光叫“阴极射线”，称这些发光的管子叫“阴极射线管”，又称“克鲁克斯管”(右图)。
克鲁克斯为了搞清楚阴极射线究竟是什么，他制作了各种形状的阴极射线管，并进行了很多实验，其中有一个现象使他异常激动。
他在1879年英国的一次物理学讨论会上演示了他的这一最新发现(右图是他的阴极射线管的示意图)。
玻璃管中是高度稀薄的空气，带负电的阴极产生阴极射线，一个用薄云母片制成的十字放在射线的途中，射线在阴极对面的玻璃管壁上出现了形状清晰的十字形，这是十字形云母片投下的影子。
影子的形状证明了荧光是由于阴极沿直线发射出的某种东西引起的，而薄云母片把它们挡住了。
这些都是在场的物理学家们早就知道的。
就在这时，克鲁克斯爵士拿起一块马蹄形磁铁跨置在管子的中部，奇迹出现了，十字形的阴影发生了偏移～克鲁克斯爵士得意地说:“由此可见，阴极射线根本不是光线，而是一种带电的原子。
否则，它们怎么会受到磁场的影响呢? ”阴极射线不是光线而是带电粒子!在座的科学家们都震惊了。
很多人将信将疑。
由此，对阴极射线的本质有了两种完全不同的概念，德国物理学家认为阴极射线像普通的光线一样是以太中的波动，以克鲁克斯为代表的在英国物理学家中流行另一种观点，认为阴极射线是由阴极发射的带负电的粒子所组成。
阴极射线管
注意
关于电极电压有一点要特别注意：通常最后的阳极要接地以使偏转板不会处于高压附近，错误的方法会引起 光点漂移，甚至在某些情况中导致危险。示波管阴极末端处在相对于地几千伏的负电势上，它取决于示波管的零 点。因此，当示波管工作时，阴极、阴极加热装置，加热装置的电流变压器线圈，以及聚焦阳极（A2）对于操作 者而言是危险的。所以这些部件的相应旋钮中间都必须绝缘，始终保持与高压电源隔离。
显示器
阴极射线管显示器阴极射线管显示器（CRT），是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术，具有技术成熟、 图像色彩丰富、还原性好、全彩色、高清晰度、较低成本和丰富的几何失真调整能力等优点，主要应用于电视、 计算机显示器、工业监视器、投影仪等终端显示设备。阴极射线管显示器（CRT）是一种使用阴极射线管 (Cathode Ray Tube)的显示器，主要有五部分组成：电子枪(Electron Gun)，偏转线圈(Deflection coils)， 荫罩(Shadow mask)，荧光粉层(Phosphor)及玻璃外壳。它是应用最广泛的显示器之一，CRT纯平显示器具有可 视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超越的 优点，而且CRT显示器价格要比LCD显示器便宜不少。
种类
1.磁场偏向型：以磁场令电子束产生偏向，产生磁场的偏向线圈附加在阴极射线管颈部外侧。电视机使用此 种方式的显像管。
2.电场偏向型：以电场令电子束产生偏向，产生电场的偏向极板内建在阴极射线管内部。示波器使用此种方 式的显像管，以利应付不同的扫描频率，但此方式需要较长的管身。
3.威廉士管：具有记忆保持功能的特殊阴极射线管。
实验室
实验室通常使用静电偏转式示波管，它的旁热式阴极需要1A的电流、4或6．3V的电压。阴极被离得较远的顶 部开孔的圆柱形金属筒罩着，圆筒相对于阴极加上负电势，电子受到它的排斥、形成通过小孔的电子束。这个圆 筒电极称为栅板或屏蔽栅，改变栅极电位能控制阴极发射电子，于是就改变了光点的辉度。相应的控制旋钮标记 为“辉度”。
还记得当年的球面显示器吗一篇文章让你了解显示器发展历程
还记得当年的球面显示器吗一篇文章让你了解显示器发展历程电脑的出现，让人类社会前进了一大步，在这其中，处理器、显卡、硬盘、内存等设备都是人们经常谈论的硬件产品，而其实最应该被谈论的却是它，没有它你又如何能看到电脑带来的一切呢，没错，今天要说的就是显示器，从早期的黑白世界到现在的色彩世界，显示器走过了漫长而艰辛的历程。
最早期的CRT显示器在我们接触最早的就是CRT显示器了，而CRT的全称是阴极射线管，也就是我们现在俗称的显像管，是由布劳恩于1897年制造出来，也是之后CRT显示器的核心部件。
CRT显示器结构示意图阴极射线管主要有五部分组成：电子枪，偏转线圈，荫罩，荧光粉层及玻璃外壳。
阴极射线管显示器（CRT）在当时的技术水平上，是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术，具有技术成熟、图像色彩丰富、还原性好、全彩色、高清晰度、较低成本和丰富的几何失真调整能力等优点。
CRT显示器具体构造可以看到，早期的CRT显示器具体构造主要包括阴极射线管、视频放大电路、住电路板、电源输入以及信号输入等几部分，视频放大电路又分为预视放和视放输出两部分。
另外内部还有场扫描电路、行扫描电路、开关电源以及模式识别与控制电路。
之前就介绍过，CRT显示器最重要的部位就是它的显像管，而显示器的显像管共发生了四次革命性的发展，也正是这几次重要的革命性发展让显示器从球状显示屏变成了平面显示屏。
我们如今使用的显示器都是平面或者曲面，也就是凹面，但80年代以前的人，相信接触最早的都是球面屏显示器了吧，这种显示器现在已经很难再见到了。
早期的球面显示器，屏幕是向外凸的其实在上个世纪90年代以前，显像管都是球面屏的天下，在这个阶段显像管的荧光屏所呈现的图像在水平和垂直方向必然都是弯曲的，图像也随着屏幕的形态弯曲，越到屏幕边缘失真越厉害，图像严重失真而且实际显示面积较小，弯曲的屏幕还很容易造成反光现象。
具体的屏幕凸出形式如图时间移至90年代初期，应该说是显示器平面直角的时代。
129611273215312500第二章阴极射线管PPT课件
彩条图像的例子
2．彩色图像的重现 为了重现彩色图像，彩色电 视接收机必须把收到的彩色全 电视信号恢复成三基色电信号 并还原成三基色图像，然后由 显像管将其显示。 彩色显像管与黑白显像管的 最大区别在于它发射三个电子 束，分别对应红、绿、蓝三个 基色。 彩色荧光粉不是平涂在荧光 屏上，而是按红、绿、蓝各一 点组成的三色荧光点为一组， 以品字形等排列方式布满屏面， 荧光屏的后面设置有荫罩板。 由荫罩板保证红、绿、蓝三个 基色电子束分别轰击各自的基 色荧光粉。
荧光屏 三色荧光粉条
荫罩孔 电子枪 荫罩板
玻壳 偏转线圈
电子束
❖ 荫罩板（又称分色板）：保证三个电子束共同穿 过同一个荫罩孔，激发荧光粉，使之发出红、绿 、蓝三色光。荫罩板上有很多槽孔（即荫罩孔） ，每一个槽孔必须与荧光粉的排列相对应。
❖分为孔状荫罩和沟槽状荫罩
三色 点组
R GB
玻 璃 屏
荫罩板
主流中低档荫罩式显示器
黑白CRT
灯丝
K
❖ 主要由4部分组成：圆锥玻壳；玻壳正面用于显示的荧光 屏；封入玻壳中发射电子束用的电子枪系统；位于玻壳之 外控制电子束偏转的扫描磁轭。
黑白CRT
❖ 1、电子枪
▪电子枪用来产生电子束，以轰击荧光屏上的荧光粉发光。 在CRT中，为了在屏幕上得到亮而清晰的图像，要求电子枪 产生大的电子束电流，并且能够在屏幕上聚焦成细小的扫描 点（约0.2mm），此外，由于电子束电流受电信号的调制， 因而，电子枪应有良好的调制特性，在调制信号控制过程中， 扫描点不应有明显的散焦现象。 ▪图中，灯丝、阴极（K）、第一控制栅极（G1或称调制器） 、加速极（G2或称屏蔽极）构成发射系统。 ▪第二阳极（G3）、聚焦极（G4）和高压阳极（G5）构成 聚焦系统
阴极射线管
阴极射线管（Cathode ray tube，CRT），因为最广为人知的用途是用于构造显示系统，所以俗称显像管，它是利用阴极电子枪发射电子，在阳极高压的作用下，射向萤光屏，使萤光粉发光，同时电子束在偏转磁场的作用下，作上下左右的移动来达到扫描的目的。
早期的CRT 技术仅能显示光线的强弱，展现黑白画面。
而彩色CRT 具有红、绿色和蓝色三支电子枪，三支电子枪同时发射电子打在屏幕玻璃上磷化物上来显示颜色。
阴极射线管是由克鲁克斯首创，所以又被称为克鲁克斯管。
由于它笨重、耗电，所以在部分领域正在被轻巧、省电的液晶显示器取代。
液晶（Liquid Crystal，简称LC）是相态的一种，因为具有特殊的理化与光电特性，20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。
人们熟悉的物质状态（又称相）为气、液、固，较为生疏的是等离子和液晶。
液晶相要具有特殊形状分子组合始会产生，它们可以流动，又拥有结晶的光学性质。
液晶的定义，现在以放宽而囊括了在某一温度范围可以是现液晶相，在较低温度为正常结晶之物质。
而液晶的组成物质是一种有机化合物，也就是以碳为中心所构成的化合物。
同时具有两种物质的液晶，是以分子间力量组合的，它们的特殊光学性质，又对电磁场敏感，极有实用价值。
液晶的历史在1850年，普鲁士医生鲁道夫·菲尔绍（Rudolf Virchow）等人发现神经纤维的萃取物中含有一种不寻常的物质。
1877年，德国物理学家奥托·雷曼（Otto Lehmann）运用偏光显微镜首次观察到了液晶化的现象，但他对此现象的成因并不了解。
奥地利布拉格德国大学的植物生理学家斐德烈·莱尼泽在1883年3月14日（Friedrich Reinitzer）借由在植物内加热安息香酸胆固醇酯（Cholesteryl Benzoate）研究胆固醇，观察到胆固醇苯甲酸酯在热熔时的异常表现。
该物质在145.5℃时熔化，产生了带有光彩的混浊物，温度升到178.5℃后，光彩消失，液体透明。
电子的发现1．阴极射线的研究阴极射线是由德国物理学家普吕克尔于...
电子的发现1．阴极射线的研究阴极射线是由德国物理学家普吕克尔于1858年在观察放电管中低压气体的放电现象时发现。
1876年同是德国物理学家的哥尔茨坦认为这是从阴极发出的某种射线，并从此命名为阴极射线。
但它认为阴极射线是类似于紫外线的以太波。
后来赫兹等人也都坚持以太说。
1871年，英国物理学家瓦尔利(Varley)从阴极射线在磁场中受到偏转的事实，提出阴极射线是由带负电的微粒组成的设想。
并且他的主张得到本国人克鲁克斯和舒斯特的支持。
于是对于阴极射线的性质，19世纪的后30年，形成了两种对立的观点：德国学派的以太说和英国学派的带电微粒说。
微粒说派的克鲁克斯认为阴极射线是由于残留气体分子撞到阴极，因而带上负电，又在电场中运动形成“分子流”。
因此它既能传递能量，也能传递动量。
舒斯特认为：气体分子自然分解成两部分，带正电的部分被阴极俘获，电极间只留下带负电的部分，因而形成阴极射线。
并且在1890年，他根据磁偏转的半径和电极间的电位差，估算带电微粒的荷质比为5×106～1×1010库仑/千克之间，与电解所得氢离子的荷质比108库仑/千克相比，数量级相近。
为了反驳微粒说观点，哥尔茨坦作了一个光谱实验，如图：他用一个L形放电管，电极A和B可以互换轮流做阴极，用光谱仪观察光谱。
如果阴极射线是分子流，它发出的光应产生多普勒效应，即光的频率应与分子流速度方向有关。
但结果是不管是那一端发出阴极射线，谱线的波长都没有改变，从而否定了分子流之说。
并认为这是对以太说的一个支持。
赫兹和其学生勒纳德(Lenard)做了真空管中电流分布的实验，“证明”阴极射线的走向与真空管中电流的分布无关。
他还在阴极射线管中加垂直于阴极射线的电场，由于没有看到阴极射线的偏转（管中真空度太低）而认为阴极射线不带电。
1891年，赫兹和勒纳德又做了铝窗实验：他在阴极射线管的末端嵌上厚度约0.000265cm的薄铝箔作为窗口（如下图），发现阴极射线能从铝窗口逸出，并能在空气中穿行约1cm的行程。
各类Display特性介绍
各类Display特性介绍CRT | FED | VFD | PDP | STN | OLED | TFT | DLP | LCOS新型显示器件进展CRT发展历史CRT（Cathode Ray Tube）即阴极射线管，作为成像器件，它是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。
阴极射线管（CRT）是德国物理学家布劳恩（Kari Ferdinand Braun）发明的，1897年被用于一台示波器中首次与世人见面。
随后1907年罗辛在利用阴极射线管（CRT）接收器设计机械式扫描仪，1929年俄裔美国科学家佐尔金佐里金发展电子扫描的映像真空管，再到1949年第1台荫罩式彩电问世。
一百年来，以CRT为核心部件的显示终端在人们的生活中得到广泛的应用，近几十年来，随着计算机技术的发展普及，计算机用的CRT显示器也象电视一样步入千家万户。
而与此同时，随着大众对显示效果、质量、健康、环保及人性化等方面要求的不断提高，CRT的发展经历了球面、柱面、平面直角、荫罩式纯平面，直到以索尼平面珑、三菱钻石珑为代表的荫栅式纯平显像管的不断完善。
技术原理CRT显示终端主要由电子枪(Electron gun)、偏转线圈(Deflection coils)、荫罩(Shadow mask)、荧光粉层(phosphor)和玻璃外壳五部分组成。
简单的理解，CRT显示终端的工作原理就是当显像管内部的电子枪阴极发出的电子束，经强度控制、聚焦和加速后变成细小的电子流，再经过偏转线圈的作用向正确目标偏离，穿越荫罩的小孔或栅栏，轰击到荧光屏上的荧光粉。
这时荧光粉被启动，就发出光线来。
R、G、B三色荧光点被按不同比例强度的电子流点亮，就会产生各种色彩。
电子枪(Electron gun)的工作原理是由灯丝加热阴极，阴极发射电子，然后在加速极电场的作用下，经聚焦极聚成很细的电子束，在阳极高压作用下，获得巨大的能量，以极高的速度去轰击荧光粉层。
这些电子束轰击的目标就是荧光屏上的三原色。
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一百多年前，手艺高超的德国玻璃工人会制造一种能发出绿光的管子，有钱人家将它悬挂在客厅里做装饰品，以炫耀他们的富有。
这种管子曾引起过很多科学家的兴趣，一位英国皇家学会会员化学家兼物理学家威廉•克鲁克斯（William.Crookes）（左图）对这种能发光的管子着了迷，很想弄清楚这些光线究竟是什么，他做了一根两端封有电极的玻璃管，将管内的空气抽出，使管内的空气十分稀薄，然后将高压加到两块电极上，这时在两极中间出现一束跳动的光线，这就是很多科学家潜心研究的稀薄气体中的放电现象。
玻璃管内的空气越稀薄，越容易产生自激放电现象。
但是，当玻璃管内的空气稀薄到一定程度时，管内的光线反而渐渐消失，而在阴极的对面玻璃管壁上出现了绿色荧光。
这种阴极发射出来的射线，肉眼看不见，但能在玻璃管壁上产生辉光或荧光。
科学家们称这个神秘的绿色荧光叫“阴极射线”，称这些发光的管子叫“阴极射线管”，又称“克鲁克斯管”（右图）。
克鲁克斯为了搞清楚阴极射线究竟是什么，他制作了各种形状的阴极射线管，并进行了很多实验，其中有一个现象使他异常激动。
他在1879年英国的一次物理学讨论会上演示了他的这一最新发现（右图是他的阴极射线管的示意图）。
玻璃管中是高度稀薄的空气，带负电的阴极产生阴极射线，一个用薄云母片制成的十字放在射线的途中，射线在阴极对面的玻璃管壁上出现了形状清晰的十字形，这是十字形云母片投下的影子。
影子的形状证明了荧光是由于阴极沿直线发射出的某种东西引起的，而薄云母片把它们挡住了。
这些都是在场的物理学家们早就知道的。
就在这时，克鲁克斯爵士拿起一块马蹄形磁铁跨置在管子的中部，奇迹出现了，十字形的阴影发生了偏移！克鲁克斯爵士得意地说：“由此可见，阴极射线根本不是光线，而是一种带电的原子。
否则，它们怎么会受到磁场的影响呢？”阴极射线不是光线而是带电粒子！在座的科学家们都震惊了。
很多人将信将疑。
由此，对阴极射线的本质有了两种完全不同的概念，德国物理学家认为阴极射线像普通的光线一样是以太中的波动，以克鲁克斯为代表的在英国物理学家中流行另一种观点，认为阴极射线是由阴极发射的带负电的粒子所组成。
要判断两种理论究竟哪种正确，需要更多的实验研究，然而实验遇到了很大的困难。
在那时，人们只限于观察玻璃管内的现象，因为阴极射线到达管壁就被停止了。
若能将阴极射线引出放电管外，就可以更方便地进行观察和测量,进一步研究在放电管内无法进行的实验。
1889年德国物理学家勒纳（Philipp Lenard）（左图）做到了这一点。
勒 word 文档可自由复制编辑纳的老师、著名的物理学家赫兹 （Heinrich Hertz ） （右图）曾经观察到过这样一个现象：阴极射线能够穿过置于放电管内的金属筒。
在赫兹教授的启发下，勒纳做了一个特制的玻璃放电管，在管子的末端用一 个很薄的铝片封口，他发现阴极射线能够穿过铝片继续在管外的空气中行进（右下图）。
实验表明，从铝 窗发出的射线和放电管内的射线具有相同的性质，即它们都能激发荧光，都可被磁铁偏转等等。
这个发现使勒纳取得了一系列丰硕的实验成果。
他进一步证明了阴极射线有某些化学效应，例如使照 相底片感光、使空气变成臭氧、使气体电离导电等等。
还发现射线在气体中散射，散射随气体的密度而增加；射线对不同物体的穿透本领不同, 有直接的关系。
勒纳证明了阴极射线即使在真空中也带负电，还发现阴极射线有不同的类型，它们在磁场 中偏转的程度不同。
勒纳对阴极射线的研究成果，不仅增加了人们对这些现象的了解，而且在许多方面都成为以后电子论 发展的基础。
尤其是勒纳关于阴极射线可存在于放电管外的这一发现，开辟了物理学研究的新领域，它促 进了对其它远未弄清的类似射线源的研究。
鉴于勒纳的研究工作的科学价值和它的开创性意义，瑞典皇家 科学院决定授予他1905年的诺贝尔物理学奖。
有关阴极射线的谜引起了著名的卡文迪什试验室主任汤姆逊（Thomson, 1856-1940 ）（左图）的浓厚兴趣。
他思索着用什么方法可以解开这个谜呢 ？要是真像克鲁克斯 所说的那样，阴极射线是一种带电的原子，那么它不仅能在磁场中偏转，也应该在电场中偏转。
汤姆逊认吸收率和物体密度 Jose ph John为更重要的是应该设法测出阴极射线中那些原子的质量。
人们都知道，原子是非常非常轻的东西，在汤姆逊那个时代，世界上还没有人发明出一种可以称原子质量的“秤”，没有人知道该怎样测量出如此微小的质量。
年轻的汤姆逊凭着他顽强的探索精神和扎实的实验技巧，一次又一次地改进自己的装置，克服重重困难，最后终于实现了自己的目标。
（右图为汤姆逊和他的阴极射线管）汤姆逊特制了一只克鲁克斯阴极射线管（左下图，右下图为示意图），在管子的中间添了一对金属电极D和E,在管子端部的管壁上贴了一张标有刻度的标尺。
当克鲁克斯管接通电源后，从阴极C发出的阴极射线穿过两个狭缝A和B,使阴极射线成为细束，然后穿过金属板D和E之间的空间，最后打在管壁标尺的中心，并发出荧光。
然后，他在中间的那对电极D和E上加上一定的电压，于是，和克鲁克斯的实验一样，看到了同样奇妙的现象：阴极射线被电场推向一边，不再到达标尺的中心。
如果将D和E板上的电压反向，发现阴极射线就偏离中点到达另一边，从偏转的方向清楚地表明：阴极射线是带负电的。
克鲁克斯实验观察的是阴极射线在磁场中的偏转，汤姆逊的实验观察到了阴极射线在电场中的偏转。
这再一次证实了克鲁克斯的观点：阴极射线是带电的“原子流”，而不是什么光线，因为光线通过电场时是不会发生偏转的。
汤姆逊巧妙地将电场和磁场结合起来，首先测出了阴极射线的速度，并进一步测量出了阴极射线中带负电的“原子”所携带的电荷量和它的质量的比值，称为“荷质比”。
汤姆逊发现，不论射线是怎样产生的，对于射线中的粒子来说，都具有相同的荷质比值。
例如，改变放电管的形状和管内气体的压力，可使粒子的速度发生很大的变化，但荷质比值不变。
荷质比值不仅与速度无关，更令人惊奇的是，它与使用的阴极物质种类无关，也与管内气体的种类无关。
阴极射线中的粒子应该来自电极或者来自管中的气体，但汤姆逊的实验证明，用任何一种物质作电极，用任何气体充入放电管中，测得的荷质比值不变。
而且，测得的阴极射线粒子的荷质比值比以前已知的任何系统的荷质比都大得多，它比带电氢原子的荷质比值大1700倍。
这么大的差别十分令人惊奇。
原因何在呢？不是阴极射线粒子的质量与氢原子相比很小，就是它的电荷比氢原子的电荷大得多。
汤 姆逊又采用英国物理学家威尔逊（Charles Thomson Rees Wils on ）（左图）发明的云室，即带电粒 子可以作为一个核心使它周围的水蒸汽凝成小水滴的方法（右图），测量了阴极射线粒子所带的电荷值， 发现它与稀溶液电解中一个氢原子所携带的电荷是相等的。
这样，最后确定了阴极射线粒子一一人们给它起了一个名字叫“电子”。
电子的质量仅仅是氢原子质量的 1/1700，而且不管什么来源得到的电子， 都具有相同的性质。
汤姆逊 由此得出了明确的结论：原子并不是物质可分性的最后极限，从原子中可以进一步分出电子。
从此，人们 打开了神秘的原子世界的大门，物理学进入了微观世界的新纪元。
汤姆逊教授的业绩受到了人们的称颂， 瑞典皇家科学院决定授予他 1906年的诺贝尔物理学奖。
汤姆逊的实验设计得很巧妙，然而其物理思想其实很简单：如果射线是带负电的，它们不仅能被磁铁 偏转，也应该在电场中偏转。
为什么当时很多著名的物理学家想不到呢 ？事实上，当时有很多人想到了,还做了许多实验。
著名科学家，电磁波的发现者赫兹就曾做过类似的实验，但他在实验中没有观察到阴极 射线在电场中的偏转，因而得出了阴极射线是不带电的错误结论。
汤姆逊是从重复赫兹的实验开始的，他制作了一个类似于赫兹实验用的克鲁克斯管，把偏转金属板放 在放电管内，金属板上加一个电压形成电场，当阴极射线通过电场时，但细心的汤姆逊没有放过实验中出现的非常细微的异常现象。
出现短暂的偏转，然后很快地回到管壁标尺的中点。
汤姆逊抓住这瞬间的异常， 分析出现这种现象的可能原因。
他认为，克鲁克斯的实验是正确的话而现在的装置中没有观察到持续而稳定的偏转很可能是由于放电管内气体没有观察到任何持续而稳定的偏转。
他发现在金属板上外加电压的瞬间阴极射线?在电场中也应该观察到阴极射线的偏转。
的存在。
他认为，当阴极射线穿过气体时会使气体变成导电体，射线将被导电体包围起来，屏蔽了电的作用力，就像金属罩把验电器屏蔽起来一样，使它不受外部的电作用。
由此，他给自己的实验提出了新的要求，实验必须在更高的真空中进行。
汤姆逊利用了当时最先进的真空技术，将放电管内的空气一直抽到只剩下极小量的空气时，终于排除了电离气体的屏蔽作用，使阴极射线在电场中发生了稳定的电偏转，偏转的方向表明射线带的是负电荷，取得了前人没有得到的新的物理测量结果。
（上图）由此可见，物理实验的成果常常是和新的技术发展分不开的。
没有当时高真空技术的发展，也许汤姆逊无法确定电子的存在。
从1869年德国科学家希托夫（Johann Wilhelm Hittorf ，1824—1914）（右一）发现阴极射线以后, 很多科学家，如克鲁克斯、赫兹、勒纳、汤姆逊等一大批人研究了阴极射线，历时二十余年。
在许多科学家的实验成果的基础上，汤姆逊最终发现了电子的存在。
汤姆逊成为最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人。