等离子态

人们常年看到的闪电、流星以及荧光灯点燃时，都是处于等离子态。人类可以利用它放出大量能量产生的高温，切割金属、制造半导体元件、进行特殊的化学反应等. 在茫茫无际的宇宙空间里，等离子态是一种普遍存在的状态。宇宙中大部分发光的星球内部温度和压力都很高，这些星球内部的物质差不多都处于等离子态。只有那些昏暗的行星和分散的星际物质里才可以找到固态、液态和气态的物质。

等离子态是由等量的带负电的电子和带正电的离子组成，我们通常称处于等离子态的物质为等离子体。等离子体在宇宙中广泛存在。用人工方式也可以产生等离子体，如霓虹灯放电、原子核聚变、紫外线和X射线照射气体，都可以产生等离子体。

等离子体在工业、农业和军事上都有广泛的用途，如利用等离子弧进行切割、焊接、喷涂、利用等离子体制造各种新颖的光源和显示器等。如果利用这种显示器制造电视，那么电视机可以像画一样挂在墙上。用等离子体技术处理高分子材料，包括塑料和纺织物，既能改变材料的表面性质，又能保留原材料的优异性能，而且无污染。在军事上可以利用等离子体来规避探测系统，用于飞机等武器装备的隐形。

（等离子态，电浆，英文：Plasma）大家常见的霓虹灯，在它点燃以后，灯管里的气体就被电离了，成为电子与离子的混合物——等离子体。极光，是我们看见的大自然里的等离子体。人们把大气圈分为对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层，这电离层就是等离子体。电离层能反射短波无线电波，使它能传播到地球上很远的地方。由于存在电离出来的自由电子和带电离子，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。

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。普通气体由电中性的分子或原子组成，而等离子体则是带电粒子和中性粒子的集合体。等离子体和普通气体在性质上更是存在本质的区别，首先，等离子体是一种导电流体，但是又能在与气体体积相比拟的宏观尺度内维持电中性；其次，气体分子间不存在净电磁力，而等离子体中的带电粒子之间存在库仑力；再者，作为一个带电粒子体系，等离子体的运动行为会受到电磁场的影响和支配。因此，等离子体是完全不同于普通气体的一种新的物质聚集态。 应当指出，并非任何的电离气体都是等离子体。众所周知，只要绝对温度不为零，任何气体中总存在有少量的分子和原子电离。严格地说来，只有当带电粒子地密度足够大，能够达到其建立的空间电荷足以限制其自身运动时，带电粒子才会对体系性质产生显著的影响，换言之，这样密度的电离气体才能

够转变成等离子体。除此之外，等离子体的存在还有其特征的空间和时间限度，如果电离气体的空间尺度L不满足等离子体存在的空间条件L>>D（德拜长度D为等离子体宏观空间尺度的下限）的空间限制条件，或者电离气体的存在的时间 不满足>>p（等离子体的振荡周期p为等离子体存在的时间尺度的下限）时间限制条件，这样的电离气体都不能算作等离子体。

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”。

气体电离的机制有很多种不同的方法，当气体加热到数千摄氏度时，气体中分子间的碰撞，就会是其中一部分分子或原子发生电离现象，并且电离度会随温度的升高而迅速增大，这种电离被称为热电离或热平衡电离。除了用高温的方法使物质电离以外，还能用紫外线、X射线、丙种射线以及电磁场来照射气体，这样也可以使气体发生电离，从而转变成等离子态。只是在这种情况下，等离子体中的各种离子之间通常不能达到热平衡，是一种非热平衡的电离。

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。