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等離子體被稱為物質的”第四態“,是一種具有電子,原子,離子或基團的滿足準中性條件的電離氣體。它是區別與常規的固態,液態,氣態的另一種存在。特別是在星際物質當中。在地球上,我們常見的閃電也是等離子體中的一種,是在具有不同電位的雲層之間形成氣體擊穿而產生的火花放電。在地球兩極上,因為太陽風暴(高能粒子分)在經過地球兩極磁極時,高能粒子轟擊空氣中的氧氣,氮氣等氣體,使其電離和激發,後沿地磁線運動,併產生多彩的極光,也屬於等離子體。
等離子體可以由氣體放電產生,也可以使氣體不斷加熱而產生。
按照等離子體的溫度不同可分為高溫等離子體和低溫等離子體。
比如在受控核聚變當中使用託卡馬克磁約束產生的高溫等離子體,其原理就是利用磁場束縛等離子體並使其不斷加熱,最終發生氫核聚變反應,並收集起來發電。這其實是模擬太陽上時時刻刻的聚變反應,之所以稱為高溫,是因為其芯部溫度可以達到上億度。
低溫等離子體,比如弧光燈,輝光放電燈,射頻放電等離子體刻蝕機等,這些氣體放電產生的等離子體溫度在幾百K到上千K,遠低於高溫等離子體。
高溫和低溫雖然是根據溫度劃分,但是要區別與我們常見事物的溫度,不是說低溫就是跟室溫差不多。
低溫等離子體中又可以分為熱等離子體和冷等離子體,這是根據等離子體中離子和電子溫度是否處於熱平衡狀態來討論的。熱等離子體說的是電子和離子處於熱平衡態,它們各自的溫度差不多。比如電弧等離子體焊機所產生的熱等離子體,電子溫度和離子溫度都可達到幾千度。
冷等離子體說的是電子溫度雖然很高可達到上萬度,對,是上萬度,然而離子溫度卻有幾百K左右,甚至達到室溫。那麼我們之所以感覺不到冷等離子體很熱,是因為其中只有電子溫度很高,離子和原子溫度較低,電子由於質量過於微小,能量傳遞效率極低,因此感覺不到,比如大氣壓冷等離子體射流放電,被用來面板防毒,它的溫度就很低。
那麼等離子體根據其他條件還可以分為強電離和弱電離等離子體,強耦合和弱耦合等離子體,根據密度可分為緻密等離子體和低密度等離子體。比如星際氣體就屬於稀薄低密度等離子體,而慣性約束聚變中利用鐳射打向靶丸產生的緻密高溫高熱等離子體就屬於高密度等離子體。
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等離子體中的主要引數包括密度,電子溫度,離子溫度,德拜半徑,電離度。這幾個是最終要的引數,那麼診斷這些引數的方法有,電探針,磁探針,發射光譜,吸收光譜,鐳射誘導熒光,質譜發等。
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等離子體被稱為物質的”第四態“,是一種具有電子,原子,離子或基團的滿足準中性條件的電離氣體。它是區別與常規的固態,液態,氣態的另一種存在。特別是在星際物質當中。在地球上,我們常見的閃電也是等離子體中的一種,是在具有不同電位的雲層之間形成氣體擊穿而產生的火花放電。在地球兩極上,因為太陽風暴(高能粒子分)在經過地球兩極磁極時,高能粒子轟擊空氣中的氧氣,氮氣等氣體,使其電離和激發,後沿地磁線運動,併產生多彩的極光,也屬於等離子體。
等離子體可以由氣體放電產生,也可以使氣體不斷加熱而產生。
按照等離子體的溫度不同可分為高溫等離子體和低溫等離子體。
比如在受控核聚變當中使用託卡馬克磁約束產生的高溫等離子體,其原理就是利用磁場束縛等離子體並使其不斷加熱,最終發生氫核聚變反應,並收集起來發電。這其實是模擬太陽上時時刻刻的聚變反應,之所以稱為高溫,是因為其芯部溫度可以達到上億度。
低溫等離子體,比如弧光燈,輝光放電燈,射頻放電等離子體刻蝕機等,這些氣體放電產生的等離子體溫度在幾百K到上千K,遠低於高溫等離子體。
高溫和低溫雖然是根據溫度劃分,但是要區別與我們常見事物的溫度,不是說低溫就是跟室溫差不多。
低溫等離子體中又可以分為熱等離子體和冷等離子體,這是根據等離子體中離子和電子溫度是否處於熱平衡狀態來討論的。熱等離子體說的是電子和離子處於熱平衡態,它們各自的溫度差不多。比如電弧等離子體焊機所產生的熱等離子體,電子溫度和離子溫度都可達到幾千度。
冷等離子體說的是電子溫度雖然很高可達到上萬度,對,是上萬度,然而離子溫度卻有幾百K左右,甚至達到室溫。那麼我們之所以感覺不到冷等離子體很熱,是因為其中只有電子溫度很高,離子和原子溫度較低,電子由於質量過於微小,能量傳遞效率極低,因此感覺不到,比如大氣壓冷等離子體射流放電,被用來面板防毒,它的溫度就很低。
那麼等離子體根據其他條件還可以分為強電離和弱電離等離子體,強耦合和弱耦合等離子體,根據密度可分為緻密等離子體和低密度等離子體。比如星際氣體就屬於稀薄低密度等離子體,而慣性約束聚變中利用鐳射打向靶丸產生的緻密高溫高熱等離子體就屬於高密度等離子體。
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等離子體中的主要引數包括密度,電子溫度,離子溫度,德拜半徑,電離度。這幾個是最終要的引數,那麼診斷這些引數的方法有,電探針,磁探針,發射光譜,吸收光譜,鐳射誘導熒光,質譜發等。
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