グロー放電
陰極層は、アストン暗部で始まり、負グロー領域で終わる。陰極層は、ガス圧の増加とともに短くなる。陰極層は正の空間電荷と強い電界を持っている。
最も単純なタイプのグロー放電は直流グロー放電である。最も単純な形式では、低圧(0.1〜10 Torr、大気圧の約1/ 10000〜1/100)に保持されたセル(小部屋)内の2つの電極で構成される。平均自由行程を長くするために低圧が使用される;固定電界の場合、平均自由行程が長くなると、荷電粒子は別の粒子と衝突する前により多くのエネルギーを得ることができる。セルは通常ネオンで満たされているが、他のガスも使用できる。
2つの電極間には数百ボルトの電圧(電位)がかけられる。セル内の原子集団のごく一部が最初に原子間の熱衝突やガンマ線などのランダムな過程によってイオン化される。陽イオンは電位によって陰極に向かって動かされ、電子は同じ電位によって陽極に向かって動かされる。イオンと電子の最初の集団は他の原子と衝突し、それらを励起またはイオン化する。電位が維持されている限り、イオンと電子の集団は残っている。