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等离子体

科普小知识2022-10-19 08:15:25
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由于温度不同,任何物质都可以是固态、液态和气态,所以人们常说物质有三种状态。当一种物质从外界获得能量时,它可以从固态变成液态,然后变成气态。当然,也有可能直接从固态变成气态。

物质变成气态后,如果它继续从外部世界接收能量,在一定程度上,它的粒子可以进一步分裂成带负电的电子和带正电的离子,即原子或分子经历电离。在电离导致带电粒子的浓度超过一定量(通常超过1/1000)后,尽管气体的行为仍然类似于普通流体,中性粒子的作用开始退居二线,带电粒子的作用成为主导,整个物质显示出一系列新的性质。像这样的部分或完全电离的气体,其中*电子和正离子携带等量的负电荷和正电荷,而整体是电中性的,被称为“等离子体”,因为它的行为受到电磁场的影响。因为物质的固态、液态和气态都是“聚集态”,所以“等离子态”通常被称为聚集态中的第四种物质状态。

等离子现象并不少见。耀眼的霓虹灯、电焊时耀眼的火花、闪电、火焰等。都是等离子发光的表现。地球大气层上方的电离层是由等离子体形成的。离人类最近的太阳也是一个巨大的等离子体球。在我们的地球上,物质的等离子体状态是特殊的,但在整个宇宙中,根据质量估计,超过90%的物质处于等离子体状态,像地球这样的“冷”固体是罕见的。

等离子体遵循气体遵循的规律,但与普通气体相比,它具有一系列独特的性质。它是电和热的良导体。除了不规则的热运动,粒子还会产生一些“集体”运动。等离子体中带电粒子的电磁作用有时会使等离子体本身像液体一样。在强磁场的作用下,它凝结成各种形状,边界清晰。因此,在等离子体相关问题的研究中,它通常被认为是能够传导电流和流动的连续介质,也就是说,它被认为是导电流体。这种导电流体的行为和运动可以受到磁场的影响或控制,磁场也被称为“磁性流体”。

目前,对等离子体的研究正在不断深入,一门新的学科——等离子体物理也已经发展起来。它的应用已经深入到核反应、冶金、化学、电子等领域。