等离子体

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-{zh-cn:等离子体,台湾称作电浆;zh-tw:电浆,中国称作等离子(体)}-(英文Plasma),是一种电离的气体,由于存在电离出来的自由电子和带电离子,-{A|zh-cn:等离子体;zh-tw:电浆}-具有很高的电导率,与电磁场存在极强的耦合作用。这样的状态——-{A|zh-cn:等离子态;zh-tw:电浆态}-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。

目录

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。

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:没有确定形状体积,具有流动性,但等离子也有很多独特的性质。

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。

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。


参见


物质状态
固态 | 非晶形固体 | 液态 | 气态 | -{zh-tw:电浆态;zh-cn:等离子态}- | 超流体 | 超固体 | 简并态物质 | 夸克-胶子浆 | 费米子凝聚态 | 玻色-爱因斯坦凝聚态 | 奇异物质
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