После досадного фиаско с «Глобальным электрическим резонатором» Тесла всецело переключился на исследования трансформаторов и катушек индуктивности. Впоследствии они так и назывались: «трансформаторы Теслы» и «катушки Теслы». Их удивительные свойства и необычные параметры до сих пор удивляют инженеров-электротехников.
В это же время изобретатель продолжил свои ранние впечатляющие эксперименты с электронными трубками, колбами и лампами.
Тесла начал свои эксперименты с простейшими герметично запаянными колбочками, из которых был откачан воздух или же которые были заполнены сильно разреженным газом. В эти прообразы электронных ламп изобретатель впаивал два электрода: с одной стороны катод, подключавшийся к отрицательному полюсу электрической батареи; с другой — анод, подключавшийся к положительному полюсу. При подаче на электроды высокого напряжения с трансформаторов Теслы разреженный газ в трубке начинал светиться. Это свечение ученые приписывали так называемым «катодным лучам».
Бурные дебаты о природе катодных лучей продолжались всю вторую половину девятнадцатого века. Тесла вместе с большинством видных ученых придерживался мнения, что катодные лучи представляют собой, подобно свету, волновые возмущения невидимого эфира. Противоположное мнение высказывал молодой, но многообещающий английский физик Дж. Дж. Томсон, считавший, что катодные лучи состоят из ионизированных молекул или атомов самого газа. Наконец в 1897 году, используя трубку новой конструкции, Томсон положил конец этим спорам раз и навсегда, а заодно прославился как первооткрыватель первой элементарной частицы —
Электронно — лучевая трубка Дж. Дж. Томсона
В своем опыте Томсон использовал усовершенствованную катодно-лучевую трубку, конструкция которой была дополнена электрическими катушками, создававшими внутри трубки магнитное поле, и набором параллельных электрических конденсаторных пластин, создававших внутри трубки электрическое поле. Благодаря этому появилась возможность исследовать поведение катодных лучей под воздействием и магнитного, и электрического поля.
Сразу же стало ясно, что электроны обязаны существовать в составе атомов, иначе откуда бы они взялись? Именно заседание Лондонского королевского общества (Академии наук Великобритании) 30 апреля 1897 года, где Томсон доложил о полученных им результатах, по праву считается днем рождения электрона. И в этот день отошло в прошлое представление о «неделимости» атомов.