Un tubo a scarica consiste in un cilindro di vetro contenente un gas a bassa pressione, con due elettrodi metallici agli estremi. Applicando un'alta differenza di potenziale tra catodo e anodo si genera un flusso di elettroni che, lungo il loro cammino, si scontrano con gli atomi del gas presenti nel tubo, in questo caso azoto. Nell'urto, parte dell'energia degli elettroni viene trasferita agli atomi di azoto, che la riemettono sotto forma di luce di un caratteristico colore violaceo.