电子与原子的碰撞：电离是怎样发生的？

当一个自由电子在气体中飞行时，它可能会与中性气体原子“相撞”。这时候，碰撞的结果并不只有一种，而是取决于电子本身的能量。一般来说，会出现三种情况：

一、弹性碰撞：只是轻轻擦肩而过

如果电子能量较低，它只会被原子弹回，损失很少的能量。原子几乎没有受到影响，这就像两颗弹珠轻轻碰了一下，各自又弹开——没有任何“化学变化”。

二、激发原子：电子让原子“嗨”了一下

当电子的能量更高时，它可以把部分能量传递给原子，让原子进入“激发态”。被激发的原子是不稳定的，过一会儿会放出光子（也就是光），重新回到基态。这正是气体放电发光的基础。

三、电离碰撞：电子把原子打“碎”了

如果电子能量再高一点，它就能把原子中的一个电子击出，让原子变成正离子，同时多出一个自由电子。这就是电离作用——整个放电过程的关键所在。

不同原子，电离能不同

电子能量通常以“电子伏特”（eV）为单位表示。1电子伏（1 eV）= 当电子被1伏电压加速时所获得的能量（约 (1.602\times10^{-19}) 焦耳）。