等離子設(shè)備產(chǎn)生的等離子體處于弱電離狀態(tài)，因此在低溫等離子體放電過(guò)程中，通常會(huì)產(chǎn)生六種基本粒子：光子、電子、基態(tài)原子(或分子)、激發(fā)態(tài)原子(或分子)、正離子和負(fù)離子。在等離子設(shè)備中，光子和電子沒(méi)有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，光子的能量取決于它們的頻率v。在等離子設(shè)備中，自由電子的能量取決于其運(yùn)動(dòng)速度v，從原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)分析，根據(jù)量子力學(xué)原理，自由電子可以處在許多不同的能態(tài)中，這些態(tài)可以按照能量的大小排列成能級(jí)圖。


等離子設(shè)備中原子的能級(jí)圖是由原子內(nèi)部所有粒子共同決定的，沒(méi)有受到干擾的原子和分子一般處于穩(wěn)定的基態(tài)能級(jí)，但是我們所感興趣的只是原子外層的電子，即價(jià)電子的能量，因?yàn)闅怏w放電過(guò)程主要是由這些電子參與的。當(dāng)價(jià)電子從外層得到額外的能量時(shí)，它會(huì)躍升到原子處于激發(fā)態(tài)的高能級(jí)。一個(gè)電子在激發(fā)能級(jí)(大約10-8s)上停留的時(shí)間很短，隨后會(huì)躍遷回基態(tài)或另一個(gè)較低的激發(fā)能級(jí)，并以光子的形式輻射出激發(fā)能而獲得額外的能量。
還有一些能級(jí)(亞穩(wěn)態(tài))存在得時(shí)間較長(zhǎng)，在這些激發(fā)態(tài)中的原子，如果不與其他粒子或腔壁發(fā)生碰撞，就不可能返回到輻射光子形式的低能級(jí)，稱(chēng)之為激發(fā)態(tài)。在亞穩(wěn)態(tài)中，原子的壽命可以是10ms到幾秒甚至幾天。如果電子獲得的能量超過(guò)電離能，那么它就會(huì)從原子中完全脫離出來(lái)，變成自由電子，然后原子變成正離子。等離子設(shè)備中的分子一般由幾個(gè)原子組成，由于這些原子相互作用，分子能級(jí)比原子能級(jí)復(fù)雜，而且氣體分子的激發(fā)和電離也不同于氣體原子的激發(fā)和電離。除了電子能量，分子的內(nèi)能還包括振動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)能，這些能量也是分離的，能量級(jí)圖非常復(fù)雜。
等離子設(shè)備等離子清洗及中的正離子的能態(tài)也可以用能級(jí)圖來(lái)表示，正離子一次離子化原子的離子化能量與產(chǎn)生二次離子化所需的能量相對(duì)應(yīng)；負(fù)離子是由電子附著在某些原子或分子上而形成的，尤其是外電子殼幾乎充滿(mǎn)的原子或分子。負(fù)離子的能量與原子或分子的基態(tài)能量加電子的親和能相等。
在等離子設(shè)備中氣體放電時(shí)產(chǎn)生的中性粒子為原子或分子。原子可能是惰性氣體原子或金屬蒸汽原子；分子可能是單原子或多原子復(fù)雜分子?？諝鈮毫Φ姆秶鷱牧泓c(diǎn)幾帕到數(shù)十萬(wàn)帕不等，相應(yīng)粒子密度的變化范圍達(dá)到108個(gè)數(shù)量級(jí)。
一般情況下，氣體在等離子設(shè)備中放電的粒子是電子和各種離子，其電子密度一般在10^16~10^20/m3之間。正、負(fù)離子是氣體放電產(chǎn)生的，與中性粒子不同，例如，大氣等離子體放電產(chǎn)生的大量離子，如N+,N,O+,O2,NO-,NO2,O2和O3等.。每個(gè)離子都會(huì)影響氣體放電的電特性，盡管電子通常會(huì)起主導(dǎo)作用。在低溫等離子設(shè)備中，存在著各種連續(xù)運(yùn)動(dòng)和碰撞的粒子，它們都屬于非彈性碰撞，我們稱(chēng)之為等離子體元過(guò)程，也就是等離子體微觀過(guò)程。24775