Pada pengamatannya terlihat bahwa ada sinar teranh keluar dari lubang-lubang tersebut dan bergerak lurus berlawanan arah dengan gerak sinar katoda. Ternyata sinar ini terdiri atas partikel-partikel bermuatan positif, karena dibelokkan oleh medan magnet dan medan listrik ke arah yang berlawanan dengan arah belokan sinar katoda. Semula sinar ini disebut sinar terusan(canal ray), karena menerobos lubang dalam katoda, tetapi kemudian oleh Thomson (1907) disebut sinar positif. Goldstein dan Wein menjelaskan bahwa terbentuknya partikel positif itu disebabkan oleh adanya tabrakan antara partikel gas dalam tabung dengan elektron berenergi besar yang bergerak dari katoda ke anoda.
Rutherford, dengan cara yang sama seperti Thomson, menentukan perbandingan muatan terhadap massa (e/m) dan menghasilkan bahwa sinar positif ini jauh lebih besar massanya dibandingkan elektron. Partikel yang paling ringan kira-kira sama beratnya dengan atom Hidrogen (H). Perbandingan e/m dari ion Hidrogen adalah +9,63 x 10 pangkat 7 Coulomb kg -1. Ini adalah e/m terbesar yang berhasil diamati di antara ion-ion positif, sehingga diasumsikan bahwa ion Hidrogen adalah partikel dasar atom yang bermuatan positif dan disebut proton. Atom netral Hidrogen terdiri dari satu elektrom dan satu proton. Jika kita bandingkan e/m dari elektron dan proton, maka dihasilkan massa proton adalah 1836 kali lebih berat dibandingkan massa elektron.