等离子体是什么?


什么是等离子体


在定义物质的各种形式时,通常把它们分成不同的状态,如:固体、液体或气体。然而,还有另一种物质的基本状态,叫做等离子体,它可以在一定条件下发生。

所有的物质都是由原子构成的,而原子在本质上是构成日常物体的基石。原子是由质子(带正电)、电子(带负电)和中子(不带正电)组成的。原子结合成分子。

一个典型的气体原子含有相同数量的正电荷和负电荷。因此,原子核中的正电荷被相等数量的负电子包围着,因此每个原子都是电中性的。当热量(或其他能量)的增加导致一些原子释放部分或全部电子时,等离子体就形成了。这些原子的其余部分留下一个正电荷,而分离的负电子可以自由移动。这些原子和由此产生的带电气体被称为“电离”。当足够多的原子被电离到显著影响气体的电特性时,它就变成等离子体。等离子体响应并产生电磁力。

以H2O分子为例。它由两个氢原子和一个氧原子组成。上图描述了水的物质的四种状态;冰是固态的,水是液态的,蒸汽是气态的。当热能作用在冰上时,它只是将状态从固体变成了液体,而当额外的热能作用在冰上时,液体变成了气体。通过不断向蒸汽中添加热能,随后的气体分子变得带电(电离),这就产生了等离子体。1929年,美国化学家和物理学家欧文·朗缪尔博士首次将“等离子体”一词用于电离气体。

某些类型的等离子体在自然界中存在,如太阳和其他恒星、静电和闪电。还有其他类型的等离子体,人造的,在我们的日常生活中很常见,如霓虹灯、荧光灯和等离子电视。