Сходство явления фотоэффекта и возникновения катодных лучей: в отсутствие электрического тока в цепи при освещении (явление фотоэффекта) или подаче напряжения со стороны внешнего электрического поля (возникновение катодных лучей) катод испускал невидимые лучи, а в разомкнутой цепи возникал электрический ток (поток электронов).

Различие двух явлений состоит в том, что для демонстрации явления фотоэффекта необходимо освещать световым потоком катод, в то время как для возникновения катодных лучей необходимо дополнительное электрическое поле.

Эти явления свидетельствуют в пользу сложного строения атома, так как ранее считалось, что атомы химических элементов нейтральны и не имеют заряда. Однако оказалось, что они способны терять отрицательно заряженные частицы — электроны.