介绍
当气体被成千上万的度,加热的单个原子碰撞足够的暴力把电子自由,导致一个带正电的离子和自由集合,带负电荷的电子。据说气体电离,相当数量的原子电离,气体被称为等离子体。
等离子体也可以由其他形式的能量应用到气体:用紫外辐射或x射线,例如,或用高速的电子轰击离子或其它粒子。因为自由电子与离子再次重组形成一个中性的气体,不过,等离子体可以保留只有能量不断应用。
属性
等离子体有时被称为第四的状态事因为等离子体拥有非凡的属性中没有普通的固体,液体和气体。因为自由电子是极移动,例如,等离子体是热和电的优良导体。
等离子体的独特之处在于它与自己的方式和电场和磁场。自由电子的运动建立了等离子体电流。磁场通常是与等离子体和与这些电流。在小范围内的磁场使单个离子和电子在磁场里绕着圈子。如果等离子体很热,电子的圆周运动可能会导致他们发出无线电波。等离子体的局部扰动引起复杂的振荡传播是通过等离子体波。
大规模磁场与等离子体和移动是“冻结。”的压力场和磁场力线的张力在等离子体行为,使其朝着复杂的方式。
相反,等离子体的湍流运动可能会流失,从而拉伸,缠绕,包装领域回到本身和减少细带的磁通。这一行动将持续到个人丝带消散,或者直到变得强大到足以抵抗运动,创建一个复杂的场和等离子体之间的动态平衡。
围绕着旋转的恒星或星系,等离子体的对流运动系统的磁场折叠成循环,产生磁场观测到围绕这些尸体。的交互作用太阳的磁场与等离子体的运动和绕太阳黑子等壮观的现象,日珥,和耀斑。
等离子体物理
等离子体产生在实验室通过应用高电压(100到100000伏)在一个脆弱的气体包含在一个刚性的金属或陶瓷真空室。在大多数情况下电流流过线圈使用真空室周围产生一个强大的磁场。气体的温度可能会达到1800000°F (1000000°C)或更多一旦气体完全电离。这种加热方法可以补充与离子轰击的气体,电子,有时微波。
一旦创建了等离子体,强大的电流流经它产生自己的磁场,这圈等离子体柱。现象称为收缩效应,盘旋的紧张局势力线压缩等离子体柱。此外,现场的压力导致列扣,导致所谓的香肠和扭结不稳定。为了抵消这些影响,外部电流的磁场线圈是用来帮助稳定和限制等离子体柱。
用适当的磁场配置中,等离子体物理学家曾希望限制内的等离子体领域,远离冷室的墙壁,所以等离子体的温度可能会提高温度足够高的启动核聚变。如果这是实现,科学家认为等离子体可能有一天提供一个世界核能的主要份额。在实践中这一目标已被证明难以捉摸,然而,由于等离子体的非凡能力的局促不安的封闭磁场。尽管各种各样的创新方法,包括外来磁场配置和更快的创建和加热等离子体的方法,这个问题仍然没有解决。(另请参阅物理。)
尤金·n·帕克
