阴极射线是在
真空管中可以观察到的
电子流。真空管是一个被抽成真空的、装有两个
电极（一个
阳极和一个
阴极）的玻璃管。
阴极被加热后，其释放出来的电子会像射线一样飞往阳极。假如阳极后面的玻璃片覆有
磷光物质的话，它会发光。阴极与阳极之间的金属板会在磷光玻璃板上留下影子。这说明磷光是由阴极发射出来的粒子打到磷光板上后发出的。这些粒子直线地从阴极飞到阳极，并飞过阳极一段距离。
历史
1650年
奥托·冯·格里克发明
真空泵后物理学家开始在稀薄空气中做电的试验。1705年人们发现在稀薄空气中的电弧比在一般空气中的长。1838年
迈克尔·法拉第充满稀薄空气的玻璃管中输送电流，他发现在阴极和阳极之间之间有一道奇怪的光弧。只有直接在阴极前没有这道光弧，这个地方被称为“阴极暗区”。后来人们还发现不管在稀薄空气里施加多少
电压总是会产生光。
1857年德国玻璃工
海因里希·盖斯勒发明了更好的泵来抽真空，由此发明了
盖斯勒管。盖斯勒管的意图在于使得管内的气体发光。而有人则发现管壁也会发光，而且只有在阳极的一端会发光。
威廉·克鲁克斯因此发明了
克鲁克斯管，专门用来研究这样发出的光。
19世纪末许多着名科学家如
诺贝尔奖获得者
菲利普·莱纳德对阴极射线做了非常详细的研究。很快人们就认识到阴极射线是由今天被称为电子的带电粒子组成的。由于阴极发射这个射线，因此其
电荷是负的。
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