等离子态

宏观物质在一定的压力下随温度升高由固态变成液态，再变为气态(有的直接变成气态)。当温度继续升高，气态分子热运动加剧。当温度足够高时，分子中的原子由于获得了足够大的动能，便开始彼此分离。分子受热时分裂成原子状态的过程称为离解。若进一步提高温度，原子的外层电子会摆脱原子核的束缚成为自由电子。失去电子的原子变成带电的离子，这个过程称电离。发生电离(无论是部分电离还是完全电离)的气体称之为等离子体(或等离子态)。等离子体是由带正、负电荷的粒子组成的气体。由于正负电荷总数相等，故等离子体的净电荷等于零。

 

等离子态与固、液、气三态相比无论在组成上还是在性质上均有本质区别。首先，气体通常是不导电的，等离子体则是一种导电流体。其次，组成粒子间的作用力不同。气体分子间不存在净的电磁力，而等离子中的带电粒子间存在库仑力，并由此导致带电粒子群的种种特有的集体运动。另外，作为一个带电粒子系，等离子体的运动行为明显的受到电磁场的影响和约束。

 

根据离子温度与电子温度是否达到热平衡，可把等离子体分为平衡等离子体和非平衡等离子体。在平衡等离子体中，各种粒子的温度几乎相等。在非平衡等离子体中电子温度与离子温度相差很大。

 

通常把电离度小于0.1％的气体称弱电离气体，也称低温等离子体。电离度大于0.1％的称为强电离等离子体，也称高温等离子体。

 

等离子体在工业上的应用具有十分广阔的前景。高温等离子体的重要应用是受控核聚变。低温等离子体用于切割、焊接和喷涂以及制造各种新型的电光源与显示器等。

 

等离子体在自然界中是普遍存在的。例如，太阳、恒星、银河系、河外星系中的大部分星际物质都处于等离子体状态。地球上南北极有时发生的五颜六色的极光、夏日雷雨时出现的闪电和绚丽多彩的霓虹灯、日光灯等都与等离子体现象密切有关。