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当气体原子受到外界因素作用时最外层的价电子吸收能量，从平时所处的基态跃迁到较高的激发态，这个过程称为激发。这种被激发的原子称为受激原子，当一个基态原子或受激原子吸收能量从基态或激发态升到能级更高的状态时，价电子有可能从受束缚状态变成自由电子。这个原子就成为带正电荷的离子，这个过程称之为电离。气体放电是指电流通过气体媒质时所发生的放电过程。放电既有原子的激发，也有原子的电离。放电包括三级式的过程，自由电子被外电场加速，运动的电子与气体原子碰撞，电子的动能转交给原子，原子受激，受激的原子返回基态时，所吸收的能量以光子辐射的形式释放出来。
