介绍等离子体产生 物质状态等离子体

等离子体是物质的一种状态，通常被认为是气体的一个子集，但两种状态的行为却大不相同。像气体一样，等离子体也没有固定的形状或体积，并且密度不如固体或液体。但是，与普通气体不同，等离子体是由离子组成的，原子中的一些或全部电子已经被剥离掉，带正电的原子核（称为离子）自由漫游。

气体是由中性分子和原子组成的。即带负电的电子的数量等于带正电的质子的数量。

等离子体是一种带电气体，具有很强的库仑（或静电）相互作用。原子或分子在获得或失去电子时可以获得正电荷或负电荷。该过程称为电离。等离子体组成太阳和恒星，它是整个宇宙中最常见的物质状态。

带电粒子

典型的气体（例如氮气或硫化氢）由净电荷为零的分子组成，从而使整个气体体积的净电荷为零。由带电粒子构成的等离子体在其整个体积上的净电荷可能为零，但在单个粒子的水平上电荷不为零。这意味着等离子体中的粒子之间的静电力以及磁场的影响变得很大。

等离子体由带电粒子制成，可以做气体不能做的事情，例如导电。而且由于移动电荷会产生磁场，因此等离子体也可以具有磁场。

在普通气体中，所有粒子的行为大致相同。因此，如果你将气体装在容器中并让其冷却至室温，则内部的所有分子平均将以相同的速度移动，并且如果要测量许多单个粒子的速度，则会得到分布曲线，其中许多移动到平均值附近，只有几条特别缓慢或快速。这是因为在气体中，分子像台球一样，会相互撞击并在它们之间传递能量。

在等离子体中，尤其是在电场或磁场中，不会发生这种情况。例如，磁场可以产生非常快的粒子。大多数等离子体的密度不足以使粒子彼此频繁碰撞，因此，电磁相互作用变得更为重要。

说到静电相互作用，因为等离子体中的粒子（电子和离子）可以通过电和磁相互作用，所以它们的作用距离比普通气体大得多。反过来，这意味着在讨论等离子体中发生的事情时，波变得更加重要。这样的波称为Alfvén波，以瑞典物理学家和诺贝尔奖获得者HannesAlfvén命名。当等离子体中的磁场受到干扰时，会产生Alfvén波，从而产生沿磁力线传播的波。普通气体中没有真正的类似物。Alfvén波很可能是导致日冕的温度（也是等离子）达到数百万度的，而在表面上只有数千度的原因。

等离子体的另一个特征是它们可以通过磁场保持在适当的位置。大多数聚变能研究都集中在这样做。为了创造融合的条件，人们需要非常热的等离子体，数百万度。由于没有材料可以固定它，因此科学家和工程师已经转向磁场来完成这项工作。

等离子在行动

你可以看到运行中的等离子体的一个地方是荧光灯或霓虹灯。在那些情况下，气体氖要承受高压，并且电子要么与气体原子分离，要么被推入更高的能级。灯泡内部的气体变成导电等离子体。下降回其先前能级的受激电子发出光子，这就是我们在霓虹灯或荧光灯中看到的光。

等离子电视的工作方式相同。将气体（通常是氩气，氖气或氙气）注入两块玻璃面板之间的密封间隙中。电流通过气体，使其发光。等离子体激发红色，绿色和蓝色磷光体，这些磷光体结合在一起发出特定的颜色。

等离子的另一个例子是当太阳特别活跃时围绕地球两极的极光。太阳风是带电粒子流（主要是质子），它们撞击地球的磁场。那些带电的粒子沿着磁场线移动并向地球两极移动，在那儿它们与空气中的原子碰撞并激发出原子，其中大部分是氧气和氮气。像霓虹灯一样，被激发的氧和氮原子发出光。