Después de establecer la existencia del electrón y haber medido su masa y su carga por la desviación de los haces de electrones en los campos eléctrico y magnético, Thomson volvió su atención a las partículas que se mueven en dirección contraria a través de los tubos de descarga eléctrica. Los haces de estas partículas cargadas positivamente fueron conocidos con el nombre de "rayos canales" porque fueron observados primeramente perforando agujeros (canales) en la placa del cátodo que permitía a las partículas pasar a su través al espacio posterior.
Figura 37. Aparato de Thomson para el estudio de los rayos canales. Los iones positivos que se mueven del ánodo al cátodo pasan a través de canales abiertos en el cátodo, y después de pasar por una pantalla entran en la región del campo eléctrico y magnético orientados en la misma dirección. Como la desviación magnética (en la dirección horizontal) depende de la velocidad de las partículas, mientras la desviación magnética (en dirección vertical) depende del cuadrado de esta velocidad, las partículas de la misma masa, pero que se mueven con velocidades diferentes, serán distribuidas a lo largo de una parábola en la pantalla C. El aparato empleado por Thomson para estudiar los rayos canales aparece en la Figura 37 y está basado en el mismo principio empleado en sus estudios de las corrientes de electrones. Partículas cargadas positivamente, originadas en la descarga del gas entre el ánodo y el cátodo, pasaban a través de un agujero (canal) perforado en el cátodo y entraban en la región de los campos eléctrico y magnético orientados en la misma dirección. Como antes quedó expuesto, la desviación vertical del rayo producida por el campo eléctrico es proporcional a ev2/m mientras que la desviación horizontal debida al campo magnético varía como a ev/m. Así, para las partículas con la misma razón de carga a masa pero con diferentes velocidades, las desviaciones verticales son proporcionales a los cuadrados de las