Os elétrons podem realmente viajar pelo vácuo e ao ar, mas seu comportamento é bem diferente em cada meio. Vamos quebrar o porquê:

no vácuo:

* sem resistência: Um vácuo é essencialmente espaço vazio, sem átomos ou moléculas para obstruir o caminho do elétron. Isso significa que não há resistência ao seu movimento, permitindo que eles viajassem em velocidades incrivelmente altas e com perda mínima de energia.
* Ideal para aplicações de alta velocidade: Essa propriedade do vácuo é por que é usado em aplicações como microscópios eletrônicos, aceleradores de partículas e tubos de vácuo. Permite manipulação precisa e vigas de elétrons de alta energia.

no ar:

* Colisões e perda de energia: O ar é preenchido com átomos e moléculas. À medida que os elétrons viajam pelo ar, eles constantemente colidem com essas partículas. Essas colisões fazem com que os elétrons perdam energia e mudem de direção, tornando suas viagens menos previsíveis e eficientes comparado ao vácuo.
* ionização : Em energias mais altas, as colisões podem se tornar tão vigorosas que podem derrubar elétrons das moléculas de ar, criando íons. Isso pode levar a um colapso elétrico e crie uma faísca ou descarga.

em resumo:

Os elétrons viajam de maneira muito mais eficiente e previsível através de um vácuo, porque não há resistência das moléculas de ar para diminuir a velocidade ou causar dispersão imprevisível. O ar atua como uma barreira, tornando a viagem de elétrons menos eficiente e potencialmente causando ionização.

No entanto, isso não significa que os elétrons não podem viajar pelo ar:

* elétrons de baixa energia: Em baixas energias, os elétrons ainda podem percorrer distâncias curtas pelo ar. Essa é a base de como as coisas como luzes fluorescentes funcionam, onde os elétrons são acelerados através de um gás para criar luz.
* eletricidade atmosférica: Lightning é um exemplo dramático de elétrons que viajam pela atmosfera. No entanto, este é um processo complexo que envolve altas tensões e ionização.

Assim, enquanto os elétrons podem viajar pelo vácuo e ao ar, o ambiente a vácuo oferece condições superiores para manipulação de elétrons de alta velocidade e precisão.