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等離子體
等離子體(Plasma)是一種由自由電子和帶電離子為主要成分的物質(zhì)形態(tài),廣泛存在于宇宙中,常被視為是物質(zhì)的第四態(tài),被稱為等離子態(tài),或者“超氣態(tài)”,也稱“電漿體”。等離子體具有很高的電導(dǎo)率,與電磁場(chǎng)存在極強(qiáng)的耦合作用。等離子體是由克魯克斯在1879年發(fā)現(xiàn)的,1928年美國(guó)科學(xué)家歐文·朗繆爾和湯克斯(Tonks)首次將“等離子體”(plasma)一詞引入物理學(xué),用來(lái)描述氣體放電管裡的物質(zhì)形態(tài)[1]。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),等離子體是具有高位能動(dòng)能的氣體團(tuán),等離子體的總帶電量仍是中性,藉由電場(chǎng)或磁場(chǎng)的高動(dòng)能將外層的電子擊出,結(jié)果電子已不再被束縛於原子核,而成為高位能高動(dòng)能的自由電子。等離子體通常被視為物質(zhì)除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外存在的第四種形態(tài)。如果對(duì)氣體持續(xù)加熱,使分子分解為原子并發(fā)生電離,就形成了由離子、電子和中性粒子組成的氣體,這種狀態(tài)稱為等離子體。等離子體與氣體的性質(zhì)差異很大,等離子體中起主導(dǎo)作用的是長(zhǎng)程的庫(kù)侖力,而且電子的質(zhì)量很小,可以自由運(yùn)動(dòng),因此等離子體中存在顯著的集體過(guò)程,如振蕩與波動(dòng)行為。等離子體中存在與電磁輻射無(wú)關(guān)的聲波,稱為阿爾文波。
常見(jiàn)的等離子體
太陽(yáng)
雷電
極光
等離子體是宇宙中存在最廣泛的一種物態(tài),目前觀測(cè)到的宇宙物質(zhì)中,99%都是等離子體,雖然分佈的範(fàn)圍很稀薄。
常見(jiàn)等離子體形態(tài)包括 人造等離子體
熒光燈,霓虹燈燈管中的電離氣體
核聚變實(shí)驗(yàn)中的高溫電離氣體
電焊時(shí)產(chǎn)生的高溫電弧,電弧燈中的電弧
火箭噴出的氣體
等離子顯示器和電視
太空飛船 重返地球時(shí)在飛船的熱屏蔽層 前端產(chǎn)生的等離子體
在生產(chǎn)集成電路用來(lái)蝕刻電介質(zhì)層的等離子體
等離子球
地球上的等離子體
聖艾爾摩之火
火焰(上部的高溫部分)
閃電
球狀閃電
大氣層中的電離層
極光
中高層大氣閃電
太空和天體物理中的等離子體
太陽(yáng)和其他恒星
(其中等離子體由于熱核聚變供給能量產(chǎn)生)
太陽(yáng)風(fēng)
行星際物質(zhì)
?。ù嬖谂c行星之間)
星際物質(zhì)
?。ù嬖谟诤阈侵g)
星系際物質(zhì)
?。ù嬖谟谛窍抵g)
木衛(wèi)一與木星之間的流量管
吸積盤
星際星云
等離子體的性質(zhì) 等離子態(tài)常被稱為“超氣態(tài)”,它和氣體有很多相似之處,比如:沒(méi)有確定形狀和下一頁(yè)
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