O tubo de Crookes é feito de vidro com vácuo (ou gás de baixíssima pressão) em seu interior. Existem duas placas metálicas nas extremidades, ligadas a uma fonte de tensão elétrica. A placa ligada ao pólo negativo é chamada de catodo e a outra, ligada ao pólo positivo, é o anodo. Quando a tensão entre o catodo e o anodo fica bem elevada surge um feixe luminoso que sai do catodo e atravessa o tubo. São os "raios catódicos". O tubo de Crookes foi concebido pelo físico William Crookes, por volta de 1870. Posteriormente, em 1897, o cientista Joseph John Thomson, usando artefato similar (ver figura, à direita), observou que o feixe de raios catódicos era desviado na direção e sentido de uma placa carregada positivamente. Tal efeito pode ser observado aproximando os pólos de um imã: o negativo repelindo e o positivo atraindo, veja o vídeo https://youtu.be/m21nSNOlIlk
Tais experimentos fizeram Thomson concluir que os raios eram na verdade um feixe de partículas carregadas negativamente. Estava descoberto o elétron, que rendeu o prêmio Nobel a J.J. Thomson. A descoberta do elétron levou a elaboração do primeiro modelo atômico, formado de cargas positivas e negativas, o qual foi aperfeiçoado mais tarde pelos cientistas Rutherford e Bohr.
Os raios catódicos (feixes de elétrons) podem produzir luminescência de determinados corpos com que se chocam. Utilizando esse princípio foram elaboradas as primeiras telas de TV e de computadores.
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