மின்னிறக்க குழாய் ஒன்றில் மிகக் குறைந்த அழுத்தத்தில் ஒரு வளிமத்தை அடைத்து, அதன் நேர் மின் முனை, எதிர் மின் முனை ஆகியவற்றிற்கு இடையே வலிமை வாய்ந்த ஒரு மின் புலத்தைச் செயற்படுத்தினால், எதிர் மின் கதிர்கள் (cathode rays) தோற்றுவிக்கப் படுகின்றன. இவை எதிர் மின் முனையில் தோன்றி, நேர் மின் முனையை நோக்கிச் செல்கின்றன. மின்னிறக்கக் குழாயினுள் இருக்கும் நடு நிலைத் தன்மையிலுள்ள அணு அல்லது மூலக் கூறிலிருந்து எலெக்ட்ரான் வெளியேற்றப் படுவதால், அந்த அணு அல்லது மூலக் கூறு அயணியாக்கம் செய்யப் படுகிறது. எலெக்ட்ரானின் நிறை மிகவும் குறைவாக உள்ளமையால், அது மின் புலத்தினால் மிகவும் அதிகமான வேகத்திற்கு முடுக்கப் படுகிறது. இவ்வாறு முடுக்கப்படும் எலெக்ட்ரான்கள், நேர் மின் முனையை நோக்கி விரைந்து செல்கின்றன. ஆனால், நேர் மின் அயனிகள் மிக அதிக நிறை காரணமாகக் குறைந்த அளவு திசை வேகம் மட்டுமே பெற்று, மெதுவாக நகர்ந்து, எதிர் மின் முனையால் ஈர்க்கப் பட்டு, அதன் அருகே சென்று தங்குகின்றன. அவை எதிர் மின் முனையின் மீது மோதி, ஒரு மங்கலான ஒளியை ஏற்படுத்தும். எதிர் மின்முனையில் துளைகள் செய்யப் பட்டிருந்தால், நேர் மின் அயனிகள் துளைகள் வழியே, எதிர் மின் முனையைத் தாண்டிச் செல்லும். அவை துளைகள் வழியே ஒளிக் கற்றை போலச் செல்கின்றன. இக்கற்றை நேர் மின் கதிர்கள் (anode rays) ஆகும். நேர் மின் கதிர்களைத் தோற்றுவிக்கக் குழாயினுள் வளிமத்தின் அழுத்தம் மிகக் குறைவாக இருப்பதோடு, மிக அதிக வலிமையுள்ள மின் புலம் செயற்பட வேண்டும். அழுத்தம் குறைவாக உள்ளமையால், நேர் மின் அயனிகள் மற்ற அனுக்கள் அல்லது மூலக் கூறுகளுடன் அடிக்கடி மோதி ஆற்றலை இழப்பது தவிர்க்கப் படுகிறது. மின் புலம் வலிமை மிகுந்துள்ளமையால், அயனிகளின் நிலை அதிகமாக இருந்த போதிலும், அவை மிக அதிகமான வேகத்திற்கு முடுக்கப் படுகின்றன. துளையிடப் பட்ட எதிர் மின் முனைகளைப் பயன் படுத்தி, நேர் மின் கதிர்களில் விரிவான ஆய்வுகளை கோல்ட்ஸ்டீன் என்பார் மேற்கொண்டார். நேர் மின் கதிர்கள் புகைப் படத் தட்டுகளைப் பாதிக்கின்றன. சில பொருள்களின் மீது விழுந்தால், அவற்றைச் சிதைக்கின்றன; மெல்லிய அலுமினியத் தகடுகள் வழியே ஊடுருவிச் செல்கின்றன; மின் புலம், காந்தப் புலம் ஆகியவற்றால், விலக்கப் படுகின்றன. மின் புலம், காந்தப் புலம் ஆகியவற்றில் அவை விலகும் திசையிலிருந்து, அவை நேர் மின்னேற்றம் பெற்றுள்ளன என்பது தெளிவாகிறது. நேர் மின் கதிர்களை அணுக்களிலிருந்தும், மூலக் கூறுகளிலிருந்தும் பெறலாம். ஆகையால், அவற்றை ஆராய்வதன் மூலம் வளிமங்களின் அணுக்கள் அல்லது மூலக் கூறுகளின் நிறைகளை நேரடியாக அறியலாம். வேதி முறைகளில் கண்டறியப் படும் அணுக்களின் நிறைகள் ஒரு தனிமத்தின் பல்வேறு நிறைகளையுடைய அணுக்களின் நிறைகள் ஆகும். ஆனால், நேர் மின் கதிர்களில் வெவ்வேறு நிறைகளை உடைய கதிர்களை வெவ்வேறு இடங்களில் குவிக்க முடியும். இதனால், அணுக்களின் தனித் தனி நிறையை அளந்தறிய முடியும். இதற்காக மீஉயர் பகு திறன் உள்ள பல வகை நிறை நிற மாலை அளவிகள் அமைக்கப் பட்டுள்ளன. இவற்றின் உதவியால், ஒரே தனிமத்தில் வெவ்வேறு நிறைகள் உள்ள அணுக்கள் உள்ளமை கண்டறியப் பட்டுள்ளது. சம அணு எண்ணும் ஆனால், வெவ்வேறு நிறைகளும் கொண்டுள்ள அணுக்கள் ஐசோடோப்புகள் எனப் படும். ஐசோட்டோப்புகளை இயற்பியல் முறையில் பிரித்தெடுக்கப் பல நுட்பமான முறைகள் கண்டறியப் பட்டுள்ளன. வேதி முறையில் ஐசோடோப்புகளைப் பிரிக்க இயலாது. நடு நிலையில் உள்ள ஓர் அணுவுடன் ஆற்றல் உள்ள எலெக்ட்ரான்கள் மோதினால், ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட எலக்ட்ரான்கள் அணுவிலிருந்து வெளியேற்றப் பட வாய்ப்பு உண்டு. எத்தனை எலெக்ட்ரான்கள் அவ்வாறு வெளியேற்றப் படுகின்றனவோ, அத்தனை அலகு நேர் மின்னோட்டம் தாங்கியுள்ள நேர் மின் அயனி தோன்றும். —ப. தர்மலிங்கம்