冉绍尔-汤森效应 1921年，德国物理学家卡-冉绍尔在研究电子与气体原子的碰撞中，发现碰撞截面的大小与电子的速度有关。 电子与氩原子的碰撞 电子能量较高时：氩原子的散射截面σ随着电子能量的降低而增大 电子能量小于十几个电子伏后，发现氩原子的散射截面σ随着电子能量的降低而迅速减小
冉绍尔-汤森效应 1922年，英国卡文迪许实验室的J.S.汤森也发现了类似的现象。 他在测量电子在气体原子和分子中的自由程时，发现电子以极慢的速度（~106m/s）在氩原子中运动时，电子的自由程特别长，能量约为0.37eV时，出现极大值。
散射截面 处理电子（A）与气体分子团（B）碰撞时，不能准确的确定每一个粒子的径迹或位置，所以必须用统计的方法来处理。 把气体分子云想象成许多竖直的薄片，每一个入射的A粒子，垂直地打到薄层上，可能不受到影响，继续前进，也可能与粒子B发生相互作用，离开粒子束，设发生离开粒子束这一事件的概率为P。
散射截面 把每一个气体粒子B想象成一个面积为σ的圆盘，设气体薄层的面积为S，单位面积上平均有n个粒子。 射中圆盘的概率P为B粒子圆盘的总面积与S的比值。 我们就把 定义为散射截面
散射概率 可以把气体云看做一系列薄靶的叠加，设每一个薄层的厚度为dx,单位面积中的B粒子数目为ndx，那么一个A粒子被这个薄层散射的概率就为nσdx 设经过路程x后，未经散射的粒子数目为N(x),则有： 考虑边界条件x=0，粒子数目为N0
散射概率 经过路程x而被散射的概率为： 设L为出射孔到极板之间的距离，并用Q来表示nσ，称为总有效截面，得到：
电子碰撞管
使用交流加速电源
散射概率 阴极发射电流：Ik 屏蔽极接收：Ik-IS1=I0 未到达板极P的电流： I0-IS2=IP 电子的散射概率为：
散射概率 如何用实验测得的参数来表示散射概率？ Ik=IS1+I0，事实证明IS1和I0之间是有比例关系的，这一比值称为几何因子f，这时候散射概率Ps就等于： 低温状态下，通过电子碰撞管内的气体冻结，此时，对入射电子流的散射可以忽略不计，此时
散射概率 一般的，f＜＜1，IS1≈IS，所以有：
总有效截面 结合之前的推导结果： 最终得到：