什麽是等離子體？

等離子體是物質存在的第四種狀態。通常情況下物質（zhì）有三種狀態：氣態、液態、固態。在（zài）一定溫度和壓（yā）力（lì）下三態可以互相轉換。但（dàn）在一定條件下，如（rú）加熱、放電等（děng），氣體分子會發生解離、電離等過程，當產（chǎn）生的帶電（diàn）粒子密度達到一定（dìng）數值時，物質狀（zhuàng）態（tài）就會出（chū）現新的（de）變（biàn）化，這時的電離氣體已經不再是原來（lái）的（de）氣體了，人們把這時的狀態稱為等離子狀態。

等離子體定義

什麽是等離子體?早期的定義為包含足夠多的正電荷數目近於相等（děng）的帶電粒子的物質聚集狀（zhuàng）態。當然，在這個定義下也包含了（le）固態等離子體和液態（tài）等離子體。晶格中正離子和自（zì）由電子組合或半導體中（zhōng）電子與空穴的組合（hé）等為固（gù）態等離子體。電解質溶液中正（zhèng）負離子的組合為（wéi）液態等離子（zǐ）體。1994年國（guó）家自（zì）然科學基金委員會在“等（děng）離子（zǐ）體物理學發展戰略調研報告”中提出等離子體是由大量（liàng）帶電粒子組成的非凝聚係統。報告強調了等離子體的非凝聚係統屬性，排除了單（dān）純的固態和液態。因此，等離子體是指在宏觀（guān）上呈電中性的電離態（tài）氣體，是電子、離子、自由基和各（gè）種活性基（jī）團等粒子組成的集合體。其中正電荷總數（shù）和負電荷總數在數（shù）值上相等（děng），故稱為等離子體。此等離子體定義既強調了等離子體（tǐ）微觀上的電離屬性，又強調了（le）等離子體宏觀（guān）上的（de）電中性。

等離子體的特（tè）性

等離子體宏觀上（shàng）呈電中性：

通常情況下，等離子（zǐ）體呈現的是電中性，但是其如果受到某種擾動，它的（de）內部就會出現局部電（diàn）荷分離（lí），就會產生電場。比如，在等離子體中放入（rù）一個帶正電荷的小球，它就會吸引等離子體中的電子，排斥離子，從而在小球周圍形成一個帶負電的（de）球狀“電子雲”。

等離（lí）子體具有振蕩性：

通常情況下，等離子體在處於平衡狀態時，宏觀看其密度（dù）分布是均勻（yún）的，但從微觀（guān）來看（kàn），其密度分布是（shì）有漲（zhǎng）有落，是（shì）不均勻的，並且這種密度漲落具有振蕩性。

等（děng）離子體具有鞘（qiào）層現象：

因為等離子體（tǐ）在開始時處（chù）在準（zhǔn）電中性狀態，如果在（zài）等離子體（tǐ）中懸浮一個不導電的絕緣基板，此時等離子體中的離（lí）子與電子都會朝著這個基（jī）板運動，單位時間內到達基板上的電子數要遠大於離子個（gè）數。到達基板的電子一部分與離子複合，還有一部分剩餘，從而在基板出（chū）現淨負電荷積累，這樣基板（bǎn）表麵呈負電勢。該負電（diàn）勢將排斥後續（xù）電子，同時吸（xī）引正離子。直到基板負電勢達到某個（gè）值，使（shǐ）離子流與（yǔ）電子流相等（děng）時為止。由於（yú）基（jī）板呈負電勢，則在基板與等離子體交界處形成一個由正離子構成的空間電荷層（céng），即離子鞘層。

等離子體分類

按溫度分類：高溫等離子體和低溫等離子體。

高溫等離子體是高於10000℃的等離（lí）子體，如聚變、太陽核心（xīn）。高溫等離（lí）子體中的粒子溫度（dù）T> 108-109K，粒子有足夠（gòu）的能量（liàng）相互碰撞，達到了核聚變反（fǎn）應的條件。

低溫等離子體又（yòu）分為熱等離子和冷等離子體兩種。

熱等離子體是（shì）稠（chóu）密氣體在常壓或高壓下電（diàn）弧放電（diàn）或（huò）高頻放電而產（chǎn）生的，溫度也在上千乃至數萬開（kāi），可使分子、原子離（lí）解、電離、化合等。

冷等離子體的溫度在100-1000K之間，通常是稀（xī）薄氣體在（zài）低壓下通過激光、射頻或微波電源發輝光放電而產生的。

等離子體作為具有一定電離度的氣體-等離子體和（hé）普通氣體的主要區別在於組成和性質。組（zǔ）成上（shàng）普通氣體是由電中性的分子或原子組成，而等離子體是由帶電粒（lì）子和中性（xìng）粒子（zǐ）組成的集合體。性質上等離子體是一種（zhǒng）導電流體，但在（zài）宏觀尺（chǐ）度上維持（chí）電中性，其帶電粒子間存在庫侖力，運動行為（wéi）會受到磁場影響或支配。

等離子體發（fā）生

日常生活環境中因不（bú）具備等離子體產生的條件而使人們對等離子體感到陌生。事實上，在一些特定的（de）環境下是能看到自然界的等離子體現象的，如閃電、極光等。在宇宙中，99%以（yǐ）上（shàng）的物質均（jun1）是以等離（lí）子（zǐ）狀態存在的，如太陽等恒星。在實驗條件下產生等離子體的方法很多，大氣（qì）壓下氣體放電逐步發展（zhǎn）起來，相比於低氣壓氣體放電（diàn），大氣壓氣體（tǐ）放（fàng）電無需複雜的真空係統（tǒng），使費（fèi）用大大降低。目前（qián），實驗室中常用的大氣壓（yā）氣體放電有輝光放電(glow discharge)、介質（zhì）阻擋放電(dielectric barrier discharge)、電暈放電(corona discharge)、滑動弧放電(gliding arc discharge)、火花放電(spark discharge)、射頻等離子體(radio-frequency plasma)及（jí）微波等（děng）離子（zǐ）體(microwave plasma)。