Pour comparaison, l'énergie d'un photon visible, de couleur rouge sombre (limite basse fréquence du spectre optique)est de l'ordre de 1.5 eV, celle d'un photon violet est de 3 eV, ce qui correspond à des fréquences de 8000 (rouge) et 4000 Angstroms (violet). Dans le domaine des hautes énergies, les rayons X ont une longueur d'onde de l'ordre de 1 à 0.01 Angstrom, et une énergie de l'ordre de 10 keV - 1 MeV. Le domaine de longueurs d'ondes compris entre les ondes lumineuses et les X est l'Ultra Violet.
La relation entre energie du photon et longueur d'onde est la suivante : (Energie/eV)*(Longueur d'onde/Angstrom) = 12300.
Il existe une correspondance entre la température du plasma et l'énergie cinétique caractéristique des particules qui le composent. L'enrgie est proportionelle à la température. Pour une température de 11000K, l'énergie est de 1 eV.
Ainsi, dans le cas de la courone solaire, l'énergie est de l'ordre de un million de Kelvin, soit environ 100 eV. Cela permet (voir le tableau ci-dessous) d'ioniser (par exemple par collisions entre atomes) des ions (Fe)14+. La longueur d'onde des photons réémis lors de la recombinaison de ces ions est de l'ordre de 12300/100=123 angstroms, ce qui correspond à de l'ultraviolet lointain. C'est pour cela que l'observation de la courone solaire peut se faire avec des caméras sensibles à cette gamme de fréquences.
Dans le cas de l'ionosphère terrestre, les réactions d'ionisations se font à des énergies plus faibles, de l'ordre de 10 eV, que l'on peut observer avec des caméras à ultraviolet plus proche. Les réactions d'ionisation dans l'ionosphère sont principalement dues à des interactions entre un atome (ou une molécule) et des photons UV. Les électrons accélérés dans les zones aurorales, qui sont responsables des aurores polaires ont des énergies de l'ordre du keV qui leur permettent d'ioniser le plasma.
Les énergies d'ionisations permettent de dire quelles réactions d'ionisation sont possibles dans un plasma. Mais elles ne permettent pas de dire avec quelle efficacité elles se font. Pour cela il faut avoir recours à une autre grandeur : la section efficace. Mais cela est une autre histoire dans laquelle je ne m'aventurerai pas (je ne suis pas compétent dans ce domaine).
A titre d'illustration, les électrons auroraux qui entrent dans l'ionosphère avec une énergie de 1keV produisent des ions O+, mais quasiment pas d'ions O++, alors qu'ils ont largement l'énergie requise pour produire de l'O++.
| Element | Potentiel d'ionisation (eV) | Longueur d'onde maximale (Angstrom) |
| Hydrogène atomique H donne H+ | 13.59 | 912 (rayons Ultra-Violets) |
| Helium He donne He+ (se produit dans l'ionosphère) | 24.48 | (UV) |
| Helium He donne He++ (ne se produit pas dans l'ionosphère, mais se produit dans la couronne solaire) | 54.17 | (UV) |
| Oxygène O donne O+ (se produit dans l'ionosphère) | 13.6 | 910 (UV) |
| Oxygène moléculaire O2 donne (O2)+ | 12 | 1025 (UV) |
| Oxygène atomique O donne O++ (ne se produit pas dans l'ionosphère) | 35 | (UV) |
| Azote atomique N donne N+ | 14.5 | 850 (UV) |
| Azote moléculaire N2 donne (N2)+ | 15.6 | 800 (UV) |
| Fer, Fe donne Fe+ (pas d'application pour la physique spatiale) | 7.86 | (UV) |
| Fer, Fe donne (Fe)12+ | 63 | 195 (UV extreme, certaines images de la courone du Soleil produites par la sonde Soho, experience EIT, correspondent à ce type de fréquences) |