物理中富集自由电子的一极称为阴极，在真空中激发阴极，电子会以阴极射线的形式放出，从根本上看是失电子，射线即是电子流，而阳极是接收电子，所以只有阴极才能够发出射线。

阴极射线是在1858年利用低压气体放电管研究气体放电时发现的。1897年约瑟夫·约翰·汤姆逊根据放电管中的阴极射线在电磁场和磁场作用下的轨迹确定阴极射线中的粒子带负电，并测出其荷质比，这在一定意义上是历史上第一次发现电子，12年后美国物理学家罗伯特·安德鲁·密立根用油滴实验测出了电子的电荷。