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程中，通常會產(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)、正離子和負離子。在等離子設(shè)備中，光子和電子沒有內(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動速度v，從原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來分析，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圖。


等離子設(shè)備中原子的能級圖是由原子內(nèi)部所有粒子共同決定的，沒有受到干擾的原子和分子一般處于穩(wěn)定的基態(tài)能級，但是我們所感興趣的只是原子外層的電子，即價電子的能量，因為氣體放電過程主要是由這些電子參與的。當(dāng)價電子從外層得到額外的能量時，它會躍升到原子處于激發(fā)態(tài)的高能級。一個電子在激發(fā)能級(大約10-8s)上停留的時間很短，隨后會躍遷回基態(tài)或另一個較低的激發(fā)能級，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(亞穩(wěn)態(tài))存在得時間較長，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，稱之為激發(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電離能，那么它就會從原子中完全脫離出來，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原子組成，由于這些原子相互作用，分子能級比原子能級復(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)能還包括振動能和轉(zhuǎn)動能，這些能量也是分離的，能量級圖非常復(fù)雜。
等離子設(shè)備等離子清洗及中的正離子的能態(tài)也可以用能級圖來表示，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應(yīng)；負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的原子或分子。負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幾帕到數(shù)十萬帕不等，相應(yīng)粒子密度的變化范圍達到108個數(shù)量級。
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.。每個離子都會影響氣體放電的電特性，盡管電子通常會起主導(dǎo)作用。在低溫等離子設(shè)備中，存在著各種連續(xù)運動和碰撞的粒子，它們都屬于非彈性碰撞，我們稱之為等離子體元過程，也就是等離子體微觀過程。24775