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等离子体
特征
等离子体主要具备以下三个基本特征:
(1)导电性较强:等离子体是自由电子、负离子、正离子和中性粒子在外加强电场作用下表现出的带电行为,所以等离子体具有较强的导电能力。
(2)宏观上的电准中性:尽管在等离子体的内部有较多的带正荷或者是负电荷的离子,但粒子团内部的正电荷数等于负电荷数,因此宏观上看等离子体呈电中性。
(3)在磁场的偏转性:带电粒子在磁场中受洛伦兹力,其运动会发生偏转。等离子体形成后其本身成为了带电体,我们可通过外加磁场来控制等离子体的位置、分布和运动状态。
等离子体还具有如下的特点:如果等离子体的化学反应的能量越高,反应体系越能呈现动力学的非平衡态。一般认为,在等离子体的化学反应中,电子在电场中受到电场力的作用被加速。根据动能定理,电场力对等离子体做正功,这些电子可以成为高能电子,电子之间相互碰撞供给能量。一般分为两种类型:
(1)当电子温度Te约等于离子温度Ti(Te≈Ti)时,称其体系为平衡等离子体(包括高温等离子体和热等离子体)。在一般的电焊、切割等使用到热等离子体,在恒星(如太阳)中发生的聚变反应时,产生的是高温等离子体;
(2)当电子温度远大于离子温度(Te>>Ti)时,称其体系为非平衡等离子体(或称
低温等离子体
)。
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