现在，如图3.12所示，在打开丝极回路BA00BC0WFP-E2开关的常温状态下时，此二极管电路中电流不流通。但是如图3.13所示，当闭合开关使电流由电池流向丝极回路时，若加热丝极，则热电子从丝极的金属板飞出。接下来如图3.14所示，把B电池的④极连接到板极的金属板上时，则回路中的电流表的指针会偏转。而如图3.15所示，将B电池的连方法反转再进行实验，则电流表的指针不动。上述结果证明，从丝极一飞出的粒子（即电子）带有负的电荷，同时也证明此电子通过了丝极与板极之间的空间。因此我们可以确认，在热金属中，就像水沸腾蒸发一样，飞出的电荷粒子带有负的电荷，并跨越金属板之间的空间使回路内产生一定程度的电流。这样的状况即使一直持续下去，金属板上既不会留下伤痕，其化学成分也不发生变化。由此可知，二极管内飞出来的粒子是在金属中运动着的电子，并可以确认所有金属中的电子都是同一物质，如图3.16所示。