等离子态

等离子态
等离子态

等离子态
等离子态百科名片
将气体加热,当其原子达到几千甚至上万摄氏度时,电子就会被原子"甩"掉,原子变成只带正电荷的离子.此时,电子和离子带的电荷相反,但数量相等,这种状态称做等离子态.
目录
等离子态
等离子体
等离子体的性质
电离
速率分布
常见的等离子体* 人造的等离子体
* 地球上的等离子体
* 宇宙空间中的等离子体
等离子态
等离子体
等离子体的性质
电离
速率分布
常见的等离子体 * 人造的等离子体
* 地球上的等离子体
* 宇宙空间中的等离子体
展开 编辑本段等离子态
人们常年看到的闪电、流星以及荧光灯点燃时,都是处于等离子态.人类可以利用它放出大量能量产生的高温,切割金属、制造半导体元件、进行特殊的化学反应等. 在茫茫无际的宇宙空间里,等离子态是一种普遍存在的状态.宇宙中大部分发光的星球内部温度和压力都很高,这些星球内部的物质差不多都处于等离子态.只有那些昏暗的行星和分散的星际物质里才可以找到固态、液态和气态的物质. 等离子态是由等量的带负电的电子和带正电的离子组成,我们通常称处于等离子态的物质为等离子体.等离子体在宇宙中广泛存在.用人工方式也可以产生等离子体,如霓虹灯放电、原子核聚变、紫外线和X射线照射气体,都可以产生等离子体. 等离子体在工业、农业和军事上都有广泛的用途,如利用等离子弧进行切割、焊接、喷涂、利用等离子体制造各种新颖的光源和显示器等.如果利用这种显示其制造电视,那么电视机可以像画一样挂在墙上.用等离子体技术处理高分子材料,包括塑料和纺织物,既能改变材料的表面性质,又能保留原材料的优异性能,而且无污染.在军事上可以利用等离子体来规避探测系统,用于飞机等武器装备的隐形.
编辑本段等离子体
（等离子态,电浆,英文：Plasma）大家常见的霓虹灯,在它点燃以 等离子态
后,灯管里的气体就被电离了,成为电子与离子的混合物——等离子体.极光,是我们看见的大自然里的等离子体.人们把大气圈分为对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层,这电离层就是等离子体.电离层能反射短波无线电波,使它能传播到地球上很远的地方.由于存在电离出来的自由电子和带电离子,等离子体具有很高的电导率,与电磁场存在极强的耦合作用.等离子态在宇宙中广泛存在,常被看作物质的第四态（有人也称之为“超气态”）.等离子体由克鲁克斯在1879年发现,“Plasma”这个词,由朗廖尔在1928年最早采用.
编辑本段等离子体的性质
等离子态常被称为“超气态”,它和气体有很多相似之处,比如：没有确定形状和体积,具有流动性,但等离子也有很多独特的性质.普通气体由电中性的分子或原子 热核聚变堆,加热氘和氚,使变成等离子态
组成,而等离子体则是带电粒子和中性粒子的集合体.等离子体和普通气体在性质上更是存在本质的区别,首先,等离子体是一种导电流体,但是又能在与气体体积相比拟的宏观尺度内维持电中性；其次,气体分子间不存在净电磁力,而等离子体中的带电粒子之间存在库仑力；再者,作为一个带电粒子体系,等离子体的运动行为会受到电磁场的影响和支配.因此,等离子体是完全不同于普通气体的一种新的物质聚集态. 应当指出,并非任何的电离气体都是等离子体.众所周知,只要绝对温度不为零,任何气体中总存在有少量的分子和原子电离.严格地说来,只有当带电粒子地密度足够大,能够达到其建立的空间电荷足以限制其自身运动时,带电粒子才会对体系性质产生显著的影响,换言之,这样密度的电离气体才能 够转变成等离子体.除此之外,等离子体的存在还有其特征的空间和时间限度,如果电离气体的空间尺度L不满足等离子体存在的空间条件L>>D（德拜长度D为等离子体宏观空间尺度的下限）的空间限制条件,或者电离气体的存在的时间 不满足>>p（等离子体的振荡周期p为等离子体存在的时间尺度的下限）时间限制条件,这样的电离气体都不能算作等离子体.
编辑本段电离
等离子体和普通气体的最大区别是它是一种电离气体.由于存在带负电的自由电子和带正电的离子,有很高的电导率,和电磁场的耦合作用也极强：带电粒子可以同电场耦合,带电粒子流可以和磁场耦合.描述等离子体要用到电动力学,并因此发展起来一门叫做磁流体动力学的理论. 组成粒子和一般气体不同的是,等离子体包含两到三种不同组成粒子：自由电子,带正电的离子和未电离的原子.这使得我们针对不同的组分定义不同的温度：电子温度和离子温度.轻度电离的等离子体,离子温度一般远低于电子温度,称之为“低温等离子体”.高度电离的等离子体,离子温度和电子温度都很高,称为“高温等离子体”. 相比于一般气体,等离子体组成粒子间的相互作用也大很多.
编辑本段速率分布
一般气体的速率分布满足麦克斯韦分布,但等离子体由于与电场的耦合,可能偏离麦克斯韦分布.
编辑本段常见的等离子体
等离子体是存在最广泛的一种物态,目前观测到的宇宙物质中,99%都是等离子体.
* 人造的等离子体
o 荧光灯,霓虹灯灯管中的电离气体 o 核聚变实验中的高温电离气体 o 电焊时产生的高温电弧
* 地球上的等离子体
o 火焰（上部的高温部分） o 闪电 o 大气层中的电离层 o 极光
* 宇宙空间中的等离子体
o 恒星 o 太阳风 o 行星际物质 o 恒星际物质 o 星云 积层云火花