Sau phát minh năm 1654 về máy bơm chân không của Otto von Guericke, các nhà vật lý bắt đầu thử nghiệm truyền điện cao áp qua khí hiếm. Năm 1705, người ta đã lưu ý rằng tia lửa điện của máy phát tĩnh điện di chuyển một khoảng cách dài hơn qua áp suất không khí thấp hơn là qua áp suất khí quyển.

Ống chân không

Năm 1838, Michael Faraday đặt một điện áp cao giữa hai điện cực kim loại ở hai đầu của một ống thủy tinh đã được sơ tán một phần không khí và nhận thấy một vòng cung ánh sáng kỳ lạ bắt đầu ở cực âm (điện cực dương) và đầu của nó nằm ở cực dương (điện cực âm).[4] Vào năm 1857, nhà vật lý và thợ thổi thủy tinh người Đức Heinrich Geissler đã hút không khí ra nhiều hơn bằng một máy bơm cải tiến, đến áp suất khoảng 10 3 atm và thấy rằng, thay vì một vòng cung, một ánh sáng lấp đầy ống. Điện áp đặt giữa hai điện cực của các ống, được tạo ra bởi một cuộn dây cảm ứng, nằm ở giữa một vài kV và 100 kV. Chúng được gọi là ống Geissler, tương tự như các dấu hiệu về ánh sáng neon ngày nay.

Các ống Geissler có đủ không khí trong đó mà các electron chỉ có thể di chuyển một quãng đường nhỏ trước khi va chạm với một nguyên tử. Các electron trong các ống này chuyển động trong một quá trình khuếch tán chậm, không bao giờ đạt được tốc độ lớn, vì vậy các ống này không tạo ra tia âm cực. Thay vào đó, họ tạo ra một luồng phát sáng đầy màu sắc (như trong ánh sáng neon hiện đại), gây ra khi các electron tấn công các nguyên tử khí, kích thích các electron quỹ đạo của chúng lên mức năng lượng cao hơn. Các electron giải phóng năng lượng này dưới dạng ánh sáng. Quá trình này được gọi là huỳnh quang.