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大家好，我是舒宜昂。今天我們來聊一聊火焰和等離子態(tài)。（文章最后有我個(gè)人對(duì)文章重點(diǎn)的總結(jié)，趕時(shí)間的話可以直接跳到最后面看總結(jié)。）
我們的世界物質(zhì)的狀態(tài)最常見的是固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，我們所知道的和接觸最多的同樣也是這三種狀態(tài)。那么大家有好奇過火是什么狀態(tài)嗎？火可以說處于一種比較神奇的狀態(tài)，看得見摸不著，還散發(fā)著熱量。
火焰是屬于液態(tài)的嗎？肯定不是啦。那火焰是屬于固態(tài)的嗎？全不是。所以火焰是氣態(tài)的？這樣說也不完全正確。那么火焰到底是什么狀態(tài)的呢？這個(gè)問題還真的是比較復(fù)雜。
我們先說說火焰到底是什么?；鹗俏镔|(zhì)燃燒過程中所進(jìn)行的強(qiáng)烈氧化反應(yīng)，而且其能量會(huì)以光和熱形式釋放，此外還會(huì)產(chǎn)生大量的生成物。焰是火的可見部分，可以隨著粒子的振動(dòng)而有不同的形狀。依燃燒的物質(zhì)及以純度不同，火焰的顏色和亮度也會(huì)不同。
簡(jiǎn)單來說，火焰就是發(fā)光發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)。但熱卻是火焰產(chǎn)生的其中一個(gè)條件，火焰的產(chǎn)生需要滿足燃料、氧化劑、熱和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)四個(gè)條件。這四個(gè)條件缺一不可，所以滅火的時(shí)候，我們就可以從這四個(gè)方面來入手。去除燃料、隔絕氧化劑或者降溫，這些都是可行的辦法。
回到火焰的狀態(tài)上，火焰其實(shí)在不同溫度的時(shí)候，狀態(tài)是不一樣的。在低溫情況下，火焰是反應(yīng)的氣體及固體的混合物，或者可以說是混合了氣體的固體小顆粒，不過更偏向于氣態(tài)。會(huì)釋放可見光、紅外線甚至是紫外線，其發(fā)射光譜依燃燒物質(zhì)的化學(xué)成分及中間產(chǎn)物而定?；鹧嬷蟹磻?yīng)中分子處于激發(fā)態(tài)發(fā)生電子躍遷，同樣還會(huì)有從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)，這都會(huì)產(chǎn)生輻射，從而發(fā)光。
當(dāng)火焰繼續(xù)從外界獲得能量，溫度升高的時(shí)候，火焰中的粒子就開始電離，成為帶正電的離子和帶負(fù)電的電子。隨著電離的程度不斷上升，火焰將會(huì)呈現(xiàn)一種新的狀態(tài)，帶電粒子占據(jù)主導(dǎo)地位，中性粒子的作用減弱，最神奇的是這并不是一種帶電的狀態(tài)，而是正負(fù)粒子完全相等，卻是分開的，從而呈現(xiàn)的是中性。這種狀態(tài)就是物質(zhì)的第四種狀態(tài)：等離子態(tài)。
等離子態(tài)又稱超氣態(tài)，沒有確定形態(tài)和體積，具有流動(dòng)性，是一種帶著大量帶電粒子和中性粒子的集合體。簡(jiǎn)單理解就是可以導(dǎo)電的氣體。這里的帶電粒子是帶正電的粒子和帶負(fù)電的電子兩者擁有同樣的數(shù)量存在，正負(fù)電相等就呈現(xiàn)的是中性。因此等離子態(tài)有導(dǎo)電的性質(zhì)，還會(huì)受到電磁力的影響。不過并不是所有電離氣體都是等離子態(tài)，只有達(dá)到一定的空間和時(shí)間限制才可以算是，所以才說低溫火焰不是等離子態(tài)。
我們通常稱處于等離子態(tài)的物體為等離子體，又稱為電漿?；蛟S你會(huì)覺得等離子體很少見到，可能自然界也沒有多少。但是恰恰相反，等離子體是全宇宙存在最多的形態(tài)，占到宇宙物質(zhì)總量百分之九十九，宇宙中目之所及發(fā)光發(fā)熱的都是等離子體。
自然界也存在著我們可以直接看到的等離子體，那就是絢麗多彩的極光。極光是由于來自磁層和太陽(yáng)風(fēng)的帶電高能粒子被地磁場(chǎng)引導(dǎo)帶進(jìn)地球大氣層，并與高層大氣（熱層）中的原子碰撞造成的發(fā)光現(xiàn)象。這是我們可以持續(xù)觀測(cè)到的等離子體。如果你有幸看到閃電或者流星，那也是等離子體，只不過它們稍縱即逝，難得一見。
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·朗繆爾和湯克斯首次將“等離子體”（plasma）一詞引入物理學(xué)，用來描述氣體放電管里的物質(zhì)形態(tài)。自從等離子體被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們也開始投入了相應(yīng)的研究。等離子物理學(xué)、磁流體動(dòng)力學(xué)、等離子體動(dòng)力論等等一系列相關(guān)的學(xué)科紛紛建立。
隨著等離子態(tài)研究的深入，人類開始把等離子體運(yùn)用到生活中。所以我們?cè)谌粘Ｖ惺强梢泽w驗(yàn)到等離子體為我們帶來的便捷，只不過是我們不知道和不了解那是等離子罷了。比如霓虹燈，再比如等離子電視。等離子態(tài)的運(yùn)用更多是在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和軍事上，其中冶煉、噴涂和焊接使用得最多和最廣。然后還有制作屏幕、處理高分子材料和飛機(jī)規(guī)避雷達(dá)從而達(dá)到“隱形”等等你意想不到的作用。在醫(yī)療和環(huán)境治理上，等離子體同樣也發(fā)揮著自己的作用。未來隨著等離子體的發(fā)展，肯定還會(huì)在更多領(lǐng)域散發(fā)著光輝。
不得不說，我們對(duì)于世界的了解非常有限，但是隨著人類的探索，我們總是可以發(fā)現(xiàn)新的東西，發(fā)現(xiàn)后我們就可以研究，最后再運(yùn)用到我們的生活中，運(yùn)用到發(fā)展中。等離子體就是個(gè)例子，這種平常人都不太了解的狀態(tài)，在一百多年前被發(fā)現(xiàn)，在幾十年前被研究，在近些年被運(yùn)用。這就是人類的不斷探索的精神，現(xiàn)在那些懸而未決的問題和思考，相信在未來肯定會(huì)有我們揭開真相的時(shí)候！
個(gè)人覺得是重點(diǎn)的總結(jié)：
1. 火是物質(zhì)燃燒過程中所進(jìn)行的強(qiáng)烈氧化反應(yīng)，而且其能量會(huì)以光和熱形式釋放，此外還會(huì)產(chǎn)生大量的生成物。焰是火的可見部分，可以隨著粒子的振動(dòng)而有不同的形狀。依燃燒的物質(zhì)及以純度不同，火焰的顏色和亮度也會(huì)不同。
2. 火焰就是發(fā)光發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)。但熱卻是火焰產(chǎn)生的其中一個(gè)條件，火焰的產(chǎn)生需要滿足燃料、氧化劑、熱和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)四個(gè)條件。滅火的時(shí)候，我們就可以去除燃料、隔絕氧化劑或者降溫。
3. 火焰在低溫情況下，火焰是反應(yīng)的氣體及固體的混合物，不過更偏向于氣態(tài)。會(huì)釋放可見光、紅外線甚至是紫外線，其發(fā)射光譜依燃燒物質(zhì)的化學(xué)成分及中間產(chǎn)物而定?；鹧嬷蟹磻?yīng)中分子處于激發(fā)態(tài)發(fā)生電子躍遷，同樣還會(huì)有從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)，這都會(huì)產(chǎn)生輻射，從而發(fā)光。
4. 當(dāng)火焰繼續(xù)從外界獲得能量，溫度升高的時(shí)候，火焰中的粒子就開始電離，成為帶正電的離子和帶負(fù)電的電子。隨著電離的程度不斷上升，火焰將會(huì)呈現(xiàn)一種新的狀態(tài)，帶電粒子占據(jù)主導(dǎo)地位，中性粒子的作用減弱，最神奇的是這并不是一種帶電的狀態(tài)，而是正負(fù)粒子完全相等，卻是分開的，從而呈現(xiàn)的是中性。
5. 等離子態(tài)又稱超氣態(tài)，沒有確定形態(tài)和體積，具有流動(dòng)性，是一種帶著大量帶電粒子和中性粒子的集合體。簡(jiǎn)單理解就是可以導(dǎo)電的氣體。
6. 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·朗繆爾和湯克斯首次將“等離子體”（plasma）一詞引入物理學(xué)，用來描述氣體放電管里的物質(zhì)形態(tài)。自從等離子體被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們也開始投入了相應(yīng)的研究。等離子物理學(xué)、磁流體動(dòng)力學(xué)、等離子體動(dòng)力論等等一系列相關(guān)的學(xué)科紛紛建立。
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