電子與原子的碰撞：電離是怎樣發生的？

當一個自由電子在氣體中飛行時，它可能會與中性氣體原子“相撞”。這時候，碰撞的結果并不只有一種，而是取決于電子本身的能量。一般來說，會出現三種情況：

一、彈性碰撞：只是輕輕擦肩而過

如果電子能量較低，它只會被原子彈回，損失很少的能量。原子幾乎沒有受到影響，這就像兩顆彈珠輕輕碰了一下，各自又彈開——沒有任何“化學變化”。

二、激發原子：電子讓原子“嗨”了一下

當電子的能量更高時，它可以把部分能量傳遞給原子，讓原子進入“激發態”。被激發的原子是不穩定的，過一會兒會放出光子（也就是光），重新回到基態。這正是氣體放電發光的基礎。

三、電離碰撞：電子把原子打“碎”了

如果電子能量再高一點，它就能把原子中的一個電子擊出，讓原子變成正離子，同時多出一個自由電子。這就是電離作用——整個放電過程的關鍵所在。

不同原子，電離能不同

電子能量通常以“電子伏特”（eV）為單位表示。1電子伏（1 eV）= 當電子被1伏電壓加速時所獲得的能量（約 (1.602\times10^{-19}) 焦耳）。