在等离子态是在物质可以聚合的基本方式之一,它是在可观测的宇宙中最主要的。等离子体由热的,明亮的和高度离子化的气体组成,在某种程度上它具有独特的特性,可将其与气态或任何其他气体区分开。
我们看到等离子散布在夜空中的星星中。由于宇宙中有无数的恒星以及星云和其他天体,因此它被认为是最重要的物质状态。在地球上,它被认为是继液体,固体和气体之后的第四种状态。
等离子灯
太阳是最接近的例子,我们可以在自然环境中大规模欣赏等离子体的特征。另一方面,在地球上会发生自然现象,在这种情况下会瞬间引发等离子体,例如风暴中的火和闪电。
等离子体不仅与高温(百万开尔文度)相关,而且与大电势,白炽灯和无限电导率相关。
血浆特性
恒星和星云的等离子体实际上构成了整个可观测的宇宙。资料来源:Pxhere。
组成
物质由粒子(分子,原子,离子,细胞等)组成,根据其有效性和添加力的不同,物质会形成固态,液态或气态。
等离子体粒子由带正电的原子(通常称为阳离子(+)和电子(-))组成。在物质的等离子体状态下,不会谈论分子。
阳离子和电子以很高的频率振动,显示出集体而不是个体的行为。它们不会分离或移动,而不会干扰整个粒子组。
例如,这不会发生在气体中,尽管它们的原子或分子相互碰撞,但它们之间的相互作用极小,可忽略不计。
训练
等离子体状态主要是由于气体由于暴露于非常高的温度而电离而形成的。
让我们先从一个冰块开始。这是一个坚实的基础。如果加热,冰会融化成液态水。然后,通过加热到更高的温度,水将开始沸腾并从液体中以蒸气的形式逸出,蒸气是一种气体。到目前为止,我们具有三种最著名的物质状态。
如果将水蒸气加热到更高的温度,那么在有利的条件下,它们的键会断裂形成自由的氧和氢原子。然后,原子吸收了太多的热量,以至于电子开始向周围环境发射。因此,已经形成了氧和氢阳离子。
这些阳离子最终包裹在电子云中,并通过群落和静电引力的作用而增加。据说从水中获得了等离子体。
在这种情况下,等离子体是通过热能的作用形成的。但是,高能辐射(伽马射线)以及电势的巨大差异也会导致其出现。
准中立
血浆具有准中性(几乎中性)的特征。这是因为从原子激发和释放的电子数趋于等于阳离子正电荷的大小。例如,考虑一个气态钙原子,它失去一个电子和两个电子,分别形成阳离子Ca +和Ca 2+:
的Ca(克)+能量→CA +(G)+ E -
的Ca +(G)+能量→CA 2+(G)+ E -
作为全球流程:
的Ca(克)+能量→CA 2+(克)+ 2E -
对于每个形成的Ca 2+,将有两个自由电子。如果有十个Ca 2+,那么它将是二十个电子,依此类推。相同的推理适用于带较高电荷量的阳离子(Ca 3+,Ca 5+,Ca 7+等)。钙阳离子及其电子在真空中成为等离子体的一部分。
物理性质
等离子体通常表现为对电磁场有响应或易受电磁场影响的炽热,发光,高导电性的液态气体。以这种方式,可以通过操纵磁场来控制或锁定等离子体。
等离子类型
部分电离
部分电离的等离子体是原子没有失去所有电子的等离子体,甚至可能存在中性原子。以钙为例,它可以是Ca 2+阳离子,Ca 原子和电子的混合物。这种等离子体也称为冷等离子体。
另一方面,可以将等离子体容纳在防止热量扩散到周围环境的容器或绝缘装置中。
完全电离
完全电离的等离子体是原子被“裸”的原子,因为它们失去了所有电子。因此,其阳离子具有高量的正电荷。
在钙的情况下,该等离子体由Ca 20+阳离子(钙核)和许多高能电子组成。这种等离子体也称为热等离子体。
等离子的例子
等离子灯和霓虹灯
等离子灯提供了这种物质状态行为的安全且近距离的观察。资料来源:Pxhere。
等离子灯是用鬼灯装饰任何卧室的文物。但是,还有其他一些对象可以观察到等离子体状态:在著名的霓虹灯中,其低压气体通过电流的流通而激发其稀有气体。
射线
从云层掉下来的射线是陆地等离子体的瞬时和突然表现。
太阳风暴
通过不断轰击太阳辐射,在我们星球的电离层中形成了一些“等离子体粒子”。在太阳的耀斑或鞭子中,我们看到了大量的等离子体。
北极光
在地球两极观察到与等离子体有关的另一种现象:北极光。那种冰冷的色彩使我们想起,厨房中同样的火焰是等离子体的另一个常规例子。
电子设备
等离子体也是电子设备(例如电视和监视器)的一部分,所占比例较小。
焊接与科幻
在焊接过程中,在激光射线中,在核爆炸中,在《星球大战》光剑中也可以看到等离子体的例子。通常来说,任何类似于破坏性能量大炮的武器
参考文献
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