در سال ۱۸۹۷ جوزف جان تامسون، فیزیکدان انگلیسی پیشنهاد کرد که اتم‌ها از ذرات زیر اتمی تشکیل شده‌اند که بیش از ۱۰۰۰ برابر کوچکتر از کوچک‌ترین اتم یعنی اتم هیدروژن بود.
تامسون این پیشنهاد را پس از آن مطرح کرد که دریافت، پرتوهای کاتدی فاصله‌ای بسیار بیشتر از مقداری که یک ذره با سایز اتم هیدروژن می‌تواند طی کند، طی می‌کنند. او جرم ذرات تشکیل دهنده‌ی پرتو کاتدی را اندازه گیری کرد و ثابت کرد که این ذرات ۱۰۰۰ برابر سبک تر از اتم‌های هیدروژن است.
تامسون سپس جنس فلز کاتد را تغییر داد و مجددا نسبت بار به جرم را اندازه گیری کرد. او دریافت که
نسبت بار به جرم ذرات پرتو کاتدی، با تغییر کاتد تغییری نمی‌کند و مقداری ثابت است.
پس جنس پرتوهای کاتدی مستقل از جنس کاتد است. سپس نشان داد که پرتو بتا که توسط رادرفورد کشف شده بود، از همان ذراتی تشکیل شده است که پرتو کاتدی را می‌سازد. تامسون نخستین ذره‌ی زیراتمی را کشف کرده بود.
جامعه‌ی علمی نام الکترون را برای این ذره‌ی زیراتمی برگزید.
در سال ۱۹۰۴ تامسون مدل اتمی خود را ارائه داد. تامسون فرض کرد که اتم یک کره‌ی با بار مثبت است که الکترون‌ها با بار منفی درون فضای ابری با بار مثبت پراکنده شده اند. از آنجایی که اتم‌ها خنثی هستند، تامسون فرض کرد که مقدار بار مثبت و بار منفی درون اتم‌ها برابر است. مدل اتمی پیشنهاد شده توسط تامسون به مدل Plum Puddling یا مدل کیک کشمشی شناخته می‌شود.
جوزف تامسون در سال ۱۹۰۶ برای کشف الکترون جایزه‌ی نوبل فیزیک را دریافت کرد.