La ionización de átomos y moléculas de gas puede ocurrir mediante la irradiación de luz, rayos X y rayos Y, es decir, la absorción de ondas electromagnéticas, la colisión de electrones acelerados, iones o partículas de alta velocidad. partículas neutras en energía, etc. Además de ser causada por un único proceso de excitación, esta ionización también puede ser causada por la acumulación de varios procesos de excitación. Generalmente, los métodos de ionización son los siguientes:
1. Irradiación de luz, rayos X y rayos Y: La energía necesaria para la ionización la proporcionan la luz, los rayos X y los rayos Y. La carga inicial de la descarga es el ion generado por ionización. La densidad de carga formada por esta ionización es generalmente muy baja.
2. Descarga: Se pueden producir varios estados de ionización mediante descarga en todas las bandas de frecuencia, desde CC hasta microondas.
3. Combustión: Es un método de ionización térmica del gas mediante combustión. Las partículas de alta energía de la llama chocan entre sí y se ionizan, lo que se denomina ionización térmica. Además, la energía liberada por reacciones termoquímicas específicas también puede provocar ionización.
4. Onda de choque: Gas de alta temperatura formado por una rápida compresión de gas, que sufre ionización térmica para generar plasma.
5. Irradiación láser: La irradiación láser puede evaporar e ionizar sustancias. Esto requiere un láser de alta potencia.
6. Contacto entre vapor de metal alcalino y placa de metal de alta temperatura: Póngase en contacto con vapor de metal alcalino con placa de metal de alta temperatura para generar plasma. La ionización se produce cuando un gas entra en contacto con un metal que tiene una función de trabajo mayor que la energía de ionización. La energía de ionización del vapor de metal alcalino es pequeña, por lo que la ionización se produce fácilmente.
Los electrones e iones positivos generados por la ionización generalmente se recombinan en un corto período de tiempo y regresan al estado atómico o molecular neutro. En este momento, parte de la energía de los electrones y de los iones positivos se consume en forma de ondas electromagnéticas, energía cinética de partículas recombinadas o energía de disociación de moléculas. Los radicales libres a menudo se generan cuando las moléculas se disocian. Cuando algunos electrones entran en contacto con átomos y moléculas neutros, se generan iones negativos. Por tanto, el plasma es un estado mixto de electrones, iones positivos y negativos, átomos excitados, moléculas y radicales libres.