【48812】科学简单点:什么是等离子体?

时间: 2024-05-28 05:01:51 |   作者: 产品展示

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  什么是等离子?等离子体是物质的四种根本状况之一,与气体、液体和固体并排。尽管大多数人在日常日子中不会像考虑其他物质状况那样去考虑等离子体,但等离子体却占世界中可见物质的 99%。这包含在外太空中发现的天体物理等离子体,如星云中的等离子体和太阳等恒星中的等离子体。

  在等离子体中,一些电子从中性原子(质子和电子数目持平,因而带中性电荷的原子)中别离出来,成为自由电子。由此发生的自由电子使等离子体不同于其他物质状况,在其他物质状况下,电子依然紧紧地与原子核结合在一起。

  当等离子体中的原子与带负电荷的电子别离时,它们就不再带有中性电荷。相反,原子变成了离子--带正电的粒子。因而,等离子体是一种由带正电荷的离子和带负电荷的电子组成的电离状况。

  原子中的电子可以别离并构成等离子体有几个原因。在试验室试验中,科学家可以用高压电、激光或电磁场炮击原子,然后构成等离子体。在太空中,高能光子(包含伽马射线)碰击原子也会构成等离子体。在太空中,当重力使压力剧增,然后使气体过热时,也会构成等离子体。高温使原子彼此磕碰,导致电子从原子中别离,构成等离子体和恒星的雏形。

  气体过热发生等离子体的进程标明,气体和等离子体之间的联系类似于液体是固体的加热办法。这种类比并不总是正确的。首要,与气体不同,等离子体能导电。此外,在气体中,一切粒子的行为办法都类似。但是,在等离子体中,电子和离子的行为和彼此作用办法很杂乱,由此发生了波和不稳定性。

  等离子体有多种类型。世界中的大多数等离子体被研讨人员称为高温等离子体。在这些高温等离子体中,温度能超越华氏 1 万度,一切原子都可以彻底电离。低温等离子体则不同。原子仅仅部分电离,温度低得惊人,乃至只要室温。另一种不寻常的等离子体是高能量密度等离子体,科学家在试验室中制作这种等离子体来研讨它们的不寻常特性。

  有一种闪电--球状闪电--是等离子体。从马克斯-普朗克研讨所了解更多信息。

  关闭等离子体是规划聚变托卡马克和恒星器设备的重要过程,这些设备终究可能为我们供给聚变动力。

  研讨等离子体有助于科学家了解物质。这也有助于他们向聚变动力的方针跨进。动力部(DOE)科学办公室经过聚变动力科学和核物理方案支撑等离子体研讨。动力部赞助的等离子体研讨还改进了从手机、电脑到轿车等各种产品中的半导体制作。等离子体方面的专业相关常识协助动力部国家试验室的研讨人员开发出了逐原子操控半导体制作的办法。