湯森理論

對於不同間隙介質都有不同的臨界擊穿電場強度Ec（大氣中約30kV·cm）。間隙中的電場E低於Ec時，間隙不會擊穿。在湯森判別式中,電離係數α 隨外加電場強度E的增強而增大,因此電子的電離效應也加強。α 值必須足夠大才能產生足夠的電離次數及離子數，滿足自持放電條件使間隙被擊穿。實際過程比這要複雜一些，例如間隙中空間電荷的積累會引起電場畸變；陰極表面還存在光電發射和其他粒子轟擊陰極表面的過程；間隙氣體中還有光電離和電附着作用等。雖然自持放電包括的過程比較複雜,但判別式的形式仍是其中rm為包括了各種陰極表面過程的二次電子發射概率，μ為氣體吸收係數。利用高速示波器可以測出放電發展過程中的電流變化。電流的週期性變化説明間隙中電離、陰極發射電子等一次次的循環。不滿足自持條件時的放電，電流逐步減為零，此時間隙中氣體未擊穿，仍保持絕緣狀態。湯森理論只適用於氣壓比較低、氣壓與極距的乘積(Pn)比較小的情況 ^[1]  。

 

1、氣體放電過程中一般存在六種基本粒子：電子，正離子，負離

子，光子，基態原子（或分子），激發態原子（或分子）。 

2、光子能量,其中為光的頻率，h為普朗克常數。 

3、原子能量由原子內部所有粒子共同決定，通常人們感興趣的是原子最外層電子即價電子，因為氣體放電過程主要是由最外層電子參加的。原子通常處於穩定的能級，成為基態（基態能量E1），當價電子從外界獲得額外能量時，它可以跳躍到更高能級，此時原子處於激發態（激發態能量E2），電子處於激發態的時間很短，然後會躍遷到基態或低激發態，並以光子形式釋放出能量。 

當電子獲得的能量超過電離能時，電子就與原子完全脱離而成為自由電子，原子變為正離子。 

4、正離子也可被電離，負離子是電子附着到某些原子或分子上而

形成的。負離子的能量等於原子或分子的基態能量加上電子的親和能。氣體放電中的帶電粒子是電子和各種離子（正離子和負離子）。每種離子都將影響氣體放電的電特性，電子的作用通常占主導地位。 

5、波數等於波長的倒數，表示在真空中每釐米的波長個數。 

6、原子所處的狀態取決於其核外電子的運動狀態，可用四個量子數來描述 ^[2]  。