Trong hiện tượng phóng điện thành miền trong khí kém: chùm electron phát ra từ catot là nhờ các phần tử khí trong khi kém bị icon hóa thành các icon dương. Các icon này được gia tốc bởi hiệu điện thế giữa anot và catot nên có động năng đủ lớn tới đập vào catot làm phát ra các electron ( phát xa lạnh điện tử, khác với phát xạ điện nhiệt tử trong đi ốt chân không). Các electron này chuyển động từ catot về anot tạo thành chùm catot.
• Khi áp suất khoảng 1 mmHg đến 0,01 mmHg có miền tối catot và cột sáng anot.
• Khi áp suất khoảng 0,01 mmHg: có miền tối catot choán đầy ống và cột sáng anot biến mất.
• Nhưng khi áp suất thấp hơn nữa, số lượng phân tử khi ống quá nhỏ, lượng icon dương tới đập vào catot quá ít không đủ để duy trì số lượng electron bứt khỏi catot để tạo thành tia catot, khi đó sẽ biến mất.