หลักการพื้นฐาน
การเรียนรู้เรื่องหลอดสูญญากาศคือ การเรียนรู้เรื่องของการปล่อยอิเล็กตรอน (Emission) , การไหลของอิเล็กตรอน (Electron Flow), ประจุไฟฟ้าอวกาศ (Space Chage), คาโถด (Chthode), เพลต(Plate) หรือแอโนด (Anode) กริด(Grid) ซึ่งเป็นการเรียนรู้หลักการพื้นฐานของหลอดสูญญากาศ ซึ่งมีรายละเอียดดังต่อไปนี้
1. การปล่อยอิเล็กตรอน (Emission) เกิดจากการให้ความร้อนที่คาโถด (Cathode) โดยตรงอย่างหนึ่ง และการให้โดยทางอ้อมอีกอย่างหนึ่ง
1.1 การให้ความร้อนโดยตรง (Direct Heating) ก็คือ การเพิ่มอุญหภูมิให้สูงขึ้นโดยตรงที่คาโถด เพื่อให้คาโถดปล่อยอิเล็กตรอนออกมาที่อุญหภูมิที่เหมาะสม
1.2 การให้ความร้อนโดยทางอ้อม ก็คือ (Indirect Heating) การเพิ่มอุณหภูมิที่คาโถดให้สูงขึ้นผ่านไส้หลอดที่วางชิดคาโถด
ปริมาณการปล่อยอิเล็กตรอนของคาโถด ขึ้นอยู่กับสารที่ฉาบ ,พื้นผิวของคาโถด และอุญหภูมิของความร้อนที่ให้แก่คาโถด การปล่อยอีเล็กตรอนวิธีดังกล่าวเรียกว่า วิธีเทอร์ไมออนนิค อิมิชชั่น (Themionic Emission)
การปล่อยอิเล็กตรอนในหลอดสูญญากาศอีกวิธีหนึ่งก็คือเมื่อ อิเล็กตรอน ที่เกิดขึ้นจากการเทอร์ไมออนิค อิมิชชั่น วิ่งชนพื้นผิวของเพลต ด้วยความเร็วสูง ถ้าเพลตมีศักดาไฟฟ้าบวก อิเล็กตรอนจะถูกปล่อยออกจากเพลตอีกทางหนึ่ง การปล่อยอิเล็กตรอนในลักษณะนี้เรียกว่า เซคกันดารี่ อิมิชชั่น (Secondary Emission)
2. การปล่อยอิเล็กตรอน (Electron Flow) ในโมเลกุลของสารที่ฉาบแคโถด ประกอบไปด้วยประจุไฟฟ้าลบและประจุไฟฟ้าบวกรวมกันอยู่มากมาย เมื่ออิเล็กตรอนซึ่งเป็นประจุไฟฟ้าลบถูกปล่อยออกมาจากแคโถด ขณะได้รับความร้อน ประจุไฟฟ้าบวกยังคงอยู่ในโมเลกุลจำนวนมาก ดังนั้น ถ้านำเพลตไปวางไกล้ ๆ แคโถด และเพลตมีศักดาไฟฟ้าเป็นบวก อิเล็กตรอนจะไหลจากแคโถดไปยังเพลตทันที (ไหลจากลบไปบวก ตรงข้ามกับการไหลของกระแสไฟฟ้า)
อย่างไรก็ดีในการสร้างหลอดสูญญากาศ ไม่สามารถทำให้หลอดสูญญากาศนั้นสูญญากาศได้อย่างสมบูรณ์ร้อยเปอร์เซนต์ การไหลของอิเล็กตรอนจากแคโถดไปยังเพลตหรือแอโนดจะปะทะกับโมเลกุลของก๊าชภายในหลอดสูญญากาศ ทำให้การไหลของอิเล็กตรอนถูกหน่วงเหนี่ยวซึ่งกันและกันระหว่างโมเลกุลของก๊าชกับอิเล็กตรอนที่ถูกปล่อยมาก่อให้เกิดไอออน (Ionized) ขึ้นภายในหลอดเป็นสีน้ำเงินอ่อน ระหว่างแคโถดและเพลตหรือแอโนด การไหลของอิเล็กตรอนจากแคโถด ซึ่งมีศักดาไฟฟ้าเป็นลบไปยังเพลตซึ่งมีศักดาไฟฟ้าเป็นบวกในลักษณะเช่นนี้ แสดงให้เห็นว่าเป็นการไหลของอิเล็กตรอนตามปกติในหลอดสูญญากาศ
