1.     เขาได้ทดลองโดยดัดแปลงหลอดรังสีแคโทดด้วยการเจาะรูที่แผ่นแคโทด    และเพิ่มฉากเรืองแสงด้านแคโทด  พบว่ามีการเรืองแสงขึ้น  และเมื่อทดสอบรังสีโดยใช้สนามไฟฟ้าเช่นเดียวกัน  จะเห็นรังสีนี้เบนเข้าหาขั้วลบ  แสดงว่ารังสีนี้ต้องมีประจุบวกจึงให้ชื่อว่า  รังสีคาแนล  (Canal ray) ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็นรังสีบวก  (positive ray)

   

รูปที่ 4   การเบี่ยงเบนของรังสีบวกในสนามไฟฟ้า

              2.   เมื่อเขาทดลองกับก๊าซหลายชนิด  พบว่า  จะได้ผลเช่นเดียวกันคือ   รังสีนั้นจะเบนเข้าหาขั้วลบของสนามไฟฟ้า  แต่จะมีอัตราส่วนของประจุต่อมวลของอนุภาคบวกไม่คงที่  ( ไม่คงที่ ) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของก๊าซที่บรรจุภายใน  และเมื่อเขาใช้ก๊าซโฮโดรเจนทดลอง 
    
จะได้อนุภาคบวกที่มีประจุเท่ากับอิเล็กตรอน   จึงตั้งชื่อว่า โปรตอน  (Proton)

          จากการทดลองของทอมสันและโกลด์ชไตน์  ทำให้สรุปได้ว่า  “ อะตอมมีลักษณะเป็นทรงกลม    ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวก ( โปรตอน )    และอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าลบ  (อิเล็กตรอน) กระจายอยู่ทั่วไป   อะตอมในสภาพที่เป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีประจุบวกเท่ากับประจุลบ ”

รูปที่ 5   แบบจำลองอะตอมของทอมสัน