等離子體是什么?
梓熙醬
等離子體又叫做電漿,在生活中是比較少聽說(shuō)的,下面具體的說(shuō)說(shuō)等離子體是什么?
1、物質(zhì)有三態(tài)。氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。這是常識(shí),大家對(duì)此篤信不疑。若說(shuō)有第四物質(zhì)態(tài),即等離子體態(tài),大家可能覺(jué)得新鮮,有點(diǎn)茫然。這并不奇怪,人類在其生存空間里很少能觀察到天然等離子體態(tài)。惟有雷雨天,閃電撕裂云層,聲嘶力竭,甚至不惜以殘酷屠殺生命殺戮人類的方式向大自然、向人類極力宣告自己的存在。
2、可嘆人類太愚鈍。直到19世紀(jì)末20世紀(jì)初才破譯第四物質(zhì)態(tài)的宣言。隨著溫度升高,物質(zhì)由固態(tài)逐漸變?yōu)橐簯B(tài)乃至氣態(tài)。若將溫度升至幾千度幾萬(wàn)度,氣體分子或原子會(huì)失去電子,成為帶正電的離子,脫離原子核束縛的電子成為自由電子。這個(gè)過(guò)程稱為電離。當(dāng)氣體中離子和電子充分多時(shí),帶電粒子間及帶電粒子與環(huán)境間的電磁相互作用起著主宰作用。這種電離氣體就是等離子體,對(duì)應(yīng)的狀態(tài)稱為第四物質(zhì)態(tài)。
3、生物圈外99%以上的宇宙由處于第四態(tài)的物質(zhì)構(gòu)成。稱為空間或天體等離子體。距地萬(wàn)米左右的電離層是與我們相距最近的空間等離子體,是由太陽(yáng)輻射導(dǎo)致上層大氣部分地電離而產(chǎn)生的。緊鄰電離層的是磁層。磁層距地幾十公里到幾百公里,其等離子體密度小于電離層的等離子體密度。磁層外稱為行星際空間,充滿來(lái)自太陽(yáng)的帶電粒子輻射——太陽(yáng)風(fēng)。太陽(yáng)風(fēng)來(lái)自太陽(yáng)大氣的最外層(稱為日冕)。日冕是一種較稀薄但完全電離的等離子體。與地球一樣,其他許多行星周圍也存在磁層。與太陽(yáng)相似,其他很多恒星附近也存在各種等離子體,例如中子星(主要由中子組成,質(zhì)量大或體積?。┐艑又械拇艌?chǎng)強(qiáng)度高達(dá)1012高斯,而地球磁層中的磁場(chǎng)不到1高斯。
4、在星體間的空間。等離子體密度小,且質(zhì)量小,只占宇宙全部等離子體的很小部分(不到百分之一),大部分等離子體都聚集在星體內(nèi)部。宇宙中大多數(shù)恒星內(nèi)部均存在劇烈的聚變反應(yīng),溫度一般在上千萬(wàn)度以上,物質(zhì)呈完全電離的等離子體態(tài)。例如,太陽(yáng)自50億年前始,其內(nèi)到現(xiàn)在一直在進(jìn)行劇烈的氫核聚變反應(yīng),每秒“燃燒”約500萬(wàn)噸等離子體氫核,產(chǎn)生大量熱能,并生成氫核等離子體。
5、上面所述是天然等離子體。此外還有人工等離子體。普通火焰(溫度一般從幾百到一二千度)就是密度極小的等離子體,鈉鉀等堿金屬蒸汽是溫度稍高的等離子體。輝光放電也是一種等離子體,是氣體在氣壓較低的條件下通過(guò)放電產(chǎn)生的。近年來(lái)利用不同氣體中的輝光放電現(xiàn)象發(fā)展了一種稱為氣相沉積的技術(shù),用于制造多種薄膜。電?。怏w在稍高氣壓下的放電)等離子體在工業(yè)上應(yīng)用頗多,如等離子體焊接、等離子體冶金、等離子體噴涂等。激波管是一種可用來(lái)產(chǎn)生幾萬(wàn)度以上高溫等離子體的裝置,氫彈爆炸是氫同位素氘核等離子體在上億度高溫下發(fā)生的不可控聚變反應(yīng)。此外,金屬和半導(dǎo)體從某種意義上說(shuō)也是等離子體(稱固體等離子體),它們本應(yīng)屬固態(tài),但由于其中存在自由電子,使得某些性質(zhì)類似于等離子體。
6、等離子體家族成員眾多。關(guān)系復(fù)雜,對(duì)人類(生存)起著舉足輕重的作用。然而人類對(duì)一些至關(guān)重要的等離子體卻不夠了解。它們有何特性?如何利用和控制它們?它們是怎樣產(chǎn)生的?又如科學(xué)家至今還不清楚雷電產(chǎn)生的機(jī)理,至今還不能控制聚變反應(yīng)(反應(yīng)速率、能量釋放等)。預(yù)計(jì)解決這些問(wèn)題還需要一些時(shí)日。
以上的就是關(guān)于等離子體是什么的內(nèi)容介紹了。