等离子体有什么特性（绚丽的极光从何而来）

我们生活中的一些现象，比如跳动的火焰、夺目的闪电、绚丽的极光，或多或少都有等离子体的影子。等离子体是物理学研究的一个重要分支，目前，等离子体技术已经被广泛应用于国防、工业、环境、农业、信息技术等各大领域。但是那么多产生等离子体的方式，你都听说过吗？

2018年11月14日，中国“人造小太阳”实现1亿摄氏度等离子体运行。（葛宜年/人民图片）

（声明：凡带有“人民图片”字样图片，系版权图片，受法律保护，使用（含转载）需付费，欢迎致电购买：010-65363965或021-63519288。）

等离子体按温度高低可分为高温等离子体和低温等离子体，本篇文章主要说明低温等离子体的产生方式，主要有以下几种：

一、电晕放电：当电极周围电场极不均匀、压强较高时，会产生一种微弱的放电形式，伴有微弱的电流及亮光，分为直流电晕放电和脉冲电晕放电。前者是将电压直接施加在曲率半径很小的电极（如针状或细线状电极）上，当电压升高到某一值时，尖端、边缘、细丝附近会产生强电场，使周围的空气电离，形成局部放电，常见的如电晕丝放电、电阻连接处尖端放电等。后者是采用窄脉冲高压电源（脉冲时间短，电源能量高）供能，在极短的脉冲时间内，电压迅速上升，电子被加速，而其它离子基本保持静止，主要是利用多级脉冲放电器来实现。

二、辉光放电：低气压（一般低于10mbar）条件下一种稳定的放电形式，比如在尺寸一定的的玻璃管中，装有压强一定的稀有气体（如氩气、氖气等），对其施加直流或交流电，当电压升高至一定值时，玻璃管发亮，如白炽灯、霓虹灯等。

三、介质阻挡放电：在放电电极或放电空间中插入介质材料（绝缘材料），电压足够高时，气体被击穿而放电。放电过程中会产生大量性质活泼的自由基，易与其它自由基、原子、分子发生反应，生成新物质。所以介质阻挡放电技术可以用来制造臭氧发生器、处理挥发性有机气体、汽车尾气等，现主要被应用于环保相关行业。

四、滑动弧放电：将高压电源连接在两个分开的电极上，气体沿电极在其间距最小处被击穿，产生的电弧（放电）向外扩散，直到断裂，同时又产生新的电弧，便可源源不断地产生等离子体，其主要应用于材料表面处理和有毒废弃物的处理。

五、高频放电：放电电源频率在MHz以上的气体放电形式（常用频率13.56MHz）。在高频电场下，电子与气体分子发生碰撞产生电离，生成等离子体，和滑动电弧放电一样，常应用于材料表面处理和有毒废弃物的处理。

本文由中科院大学物理科学学院研究员陈硕进行科学性把关。

(责编：常欣（实习）、张希)