等离子体

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等离子体（Plasma）是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，广泛存在于宇宙中，常被视为是物质的第四态，被称为等离子态，或者“超气态”。等离子体具有很高的电导率，与电磁场存在极强的耦合作用。等离子体是由克鲁克斯在1879年发现的，1928年美国科学家欧文·朗缪尔和汤克斯（Tonks）首次将“等离子体（plasma）”一词引入物理学，用来描述气体放电管里的物质形态^[1]。

目录 1 等离子体的原理 2 常见的等离子体 3 等离子体的性质 3.1 电离 3.2 组成粒子 3.3 速率分布 4 等离子体在现实生活中的应用 5 参见 6 参考文献

[编辑] 等离子体的原理

等离子体通常被视为物质除固态、液态、气态之外存在的第四种形态。如果对气体持续加热，使分子分解为原子并发生电离，就形成了由离子、电子和中性粒子组成的气体，这种状态称为等离子体。等离子体与气体的性质差异很大，等离子体中起主导作用的是长程的库仑力，而且电子的质量很小，可以自由运动，因此等离子体中存在显著的集体过程，如振荡与波动行为。等离子体中存在与电磁辐射无关的声波，称为阿尔文波。

[编辑] 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，雖然分佈的範圍很稀薄。

常见等离子体形态包括
人造等离子体 等离子顯示器和電視 荧光灯，霓虹灯灯管中的电离气体 核聚变实验中的高温电离气体 电焊时产生的高温电弧，电弧灯中的电弧 火箭喷出的气体 等离子显示器和电视 太空飞船 重返地球时在飞船的热屏蔽层 前端产生的等离子体 在生产集成电路用来蚀刻电介质层的等离子体 等离子球	地球上的 等离子体 St. Elmo's fire Sprites, elves, jets 火焰（上部的高温部分） 闪电 低溫等离子体NTP 球状闪电 大气层中的电离层 极光	太空 和 天体物理中的等离子体 太阳 和其他 恒星 (其中等离子体由于热核聚变供给能量产生) 太阳风 行星际介质 （存在与行星之间） 星际介质 （存在于恒星之间） 星系间介质 (存在于星系之间) Io-木星 的通量管 吸积盘 星云

[编辑] 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：没有确定形状和体积，具有流动性，但等离子也有很多独特的性质。

[编辑] 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。

[编辑] 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。

[编辑] 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。

[编辑] 等离子体在现实生活中的应用

• 等离子电视

[编辑] 参见

• 等离子体物理学
• 等离子体天体物理学

[编辑] 参考文献

物質狀態
固態 | 非晶形固體 | 液態 | 氣態 | 等离子态 | 超流体 | 超固體 | 简并态物质 | 夸克-膠子漿 | 费米子凝聚态 | 玻色-愛因斯坦凝聚態 | 奇異物質