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等離子體,等離子體的簡介,獲得方式,條件,分類,應(yīng)用
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等離子體,等離子體的簡介,獲得方式,條件,分類,應(yīng)用  2011/10/3

目錄

  • 等離子體的簡介
  • 等離子體的獲得方式
  • 等離子體的條件
  • 等離子體的分類
  • 等離子體的應(yīng)用
等離子體

等離子體的簡介

  •   含有足夠數(shù)量的自由帶電粒子,有較大的電導率,其運動主要受電磁力支配的 物質(zhì)狀態(tài)。等離子體由帶正電的離子和帶負電的電子,也可能還有一些中性的原 子和分子所組成。等離子體在宏觀上一般是電中性的,即它所含有的正電荷和負 電荷幾乎處處相等。由于帶電粒子之間的作用主要是長程的庫侖力,每個粒子都 同時和周圍很多粒子發(fā)生作用,因此等離子體在運動過程中一般表現(xiàn)出明顯的集 體行為。等離子體的性質(zhì)不同于固體、液體和氣體,常稱為物質(zhì)的第四態(tài)。

      閃電、極光等是地球上的天然等離子體的輻射現(xiàn)象。電弧、日光燈中發(fā)光的 電離氣體,以及實驗室中的高溫電離氣體等是人造的等離子體。 在地球以外,如圍繞地球的電離層、太陽及其他恒星、太陽風、很多種星際 物質(zhì),都是等離子體。天然的等離子體在地球上雖不多見,但在宇宙間卻是物質(zhì) 存在的主要形式,它占宇宙間物質(zhì)總量的絕大部分。

等離子體的獲得方式

  •   等離子體由自然產(chǎn)生的稱為自然等離子體(如北極光和閃電),由人工產(chǎn)生的稱為實驗室等離子體。實驗室等離子體是在有限容積的等離子體發(fā)生器中產(chǎn)生的。如果環(huán)境溫度較低,等離子體能夠通過輻射和熱傳導等方式向壁面?zhèn)鬟f能量,因此,要在實驗室內(nèi)保持等離子體狀態(tài),發(fā)生器供給的能量必須大于等離子體損失的能量。不少人工產(chǎn)生等離子體的方法(如爆炸法、激波法等)產(chǎn)生的等離子體狀態(tài)只能持續(xù)很短時間(10□~10□秒左右),而有工業(yè)應(yīng)用價值的等離子體狀態(tài)則要維持較長時間(幾分鐘至幾十小時)。能產(chǎn)生后一種等離子體的方法主要有:直流弧光放電法、交流工頻放電法、高頻感應(yīng)放電法、低氣壓放電法(例如輝光放電法)和燃燒法。前四種放電都用電學手段獲得,而燃燒則利用化學手段獲得。

等離子體的條件

  •   空間尺度要求 :等離子體線度遠大于德拜長度

      lD << L

      時間尺度要求:等離子體碰撞時間、存在時間遠大于特征響應(yīng)時間

      t >> tp

      集合體要求:在德拜球中粒子數(shù)足夠多,具有統(tǒng)計意義

      ND = ne (4 plD3 /3 )  >> 1

等離子體的分類

  •   等離子體按其電子溫度10000℃為界,分為高溫等離子體和低溫等離子體。

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