初二物理小常識:等離子體
發布者:煙臺新睿思教育
任何物質由于溫度不同,可以處于固態、液態和氣態,因此常說物質有三態。當物質從外界獲得能量,它就可以從固態變為液態,再變為氣態。當然也可能從固態直接變為氣態。
在物質變為氣態以后,如果從外界繼續得到能量,到一定程度后,它的粒子又可以進一步為帶負電的電子和帶正電的離子,即原子或分子發生了電離。電離使帶電粒子濃度超過一定數量(通常大約需千分之一以上)后,氣體的行為雖然仍與平常的流體相似,但中性粒子的作用開始退居到次要地位,帶電粒子的作用成為主導的,整個物質表現出一系列新的性質。像這樣部分或完全電離的氣體,其中自由電子和正離子所帶的負、正電荷量相等,而整體又呈電中性,行為受電磁場影響,稱為“等離子體”。因為物質的固、液、氣態都屬于“聚集態”,所以從聚集態的順序來說,也常常把“等離子態”稱為物質的第四態。
等離子體現象并不少見。光彩奪目的霓虹燈,電焊時耀眼的火花,閃電、火焰等,都是等離子體發光現象的表現;地球大氣上層的電離層就是等離子體形成的;跟人類關系最密切的太陽也是一個大的等離子體球。在我們的地球上,物質的等離子態算是特殊的,但在整個宇宙中,按質量估計,90%以上的物質處于等離子態,像地球這樣“冷”的固體倒是罕見的。
等離子體服從氣體遵循的規律,但與常態氣體相比,還有一系列獨特的性質。它是電和熱的良導體;粒子在無規則的熱運動之外還產生某些類型的“集體”運動。等離子體中帶電粒子的電磁作用,有時也使等離子體本身像液體一樣,在強磁場的作用下,凝集成具有清晰邊界的各種形狀。因此,在研究等離子體的有關問題時,常把它看成能傳導電流、可以流動的連續介質,也就是把它當作導電流體。這種導電流體的行為和運動,可以用磁場加以影響或控制,也稱它為“磁流體”。
目前,對等離子體的研究在不斷深入,一門新興的學科—一等離子體物理,也發展起來了。其應用已深入到核反應、冶金、化學、電子學等領域。