產(chǎn)品詳情
等離子的真身
現(xiàn)在我們重點介紹一下物質(zhì)的第四種狀態(tài)——等離子體。
不同的能量水平會造成不同的物質(zhì)狀態(tài)。例如,你有一些固體(比如冰塊),如果加熱它,固體就會熔化,變成液體。如果繼續(xù)加熱,液體會慢慢蒸發(fā),轉(zhuǎn)化為氣體。
如果繼續(xù)向這種氣體提供能量,當(dāng)溫度足夠高時,這種氣體將被電離,即外層電子會擺脫原子核的束縛,成為自由電子。這時物質(zhì)就變成了由帶正電的原子核、帶負(fù)電的電子以及未電離的中性粒子組成的一團(tuán)均勻的“漿糊”,人們戲稱它為“離子漿”。這些離子漿中正負(fù)電荷總量相等,因此,它是近似電中性的,所以就叫等離子體。除了加熱氣體能產(chǎn)生等離子體外,外加電流也可以激發(fā)電子擺脫原子核的束縛,產(chǎn)生等離子體。
雖然等離子體來源于氣體的電離,但它的性質(zhì)與氣體的性質(zhì)完全不同,因此,等離子體被認(rèn)為是一種新的物質(zhì)狀態(tài)。例如,兩者的導(dǎo)電性不同,氣體的導(dǎo)電能力非常差,屬于絕緣體。但等離子體包含大量的自由電子,因此,等離子體的導(dǎo)電性極強。
等離子體的導(dǎo)電性體現(xiàn)在閃電中。雷雨天,云層間的相互摩擦使不同的云層帶有不同的電,有些帶有大量的正電,有些帶有大量的負(fù)電,隨著電荷的積累,空氣被電離形成等離子體,云層間形成電流的通路。閃電(電流)出現(xiàn)的位置,就是等離子所在的位置。
目前,等離子體在我們的生活中有許多的應(yīng)用,比如熒光燈。熒光燈的燈管中有氬氣和少量的水銀(金屬汞),電流會將燈管中的氣體電離,變成等離子體,這些等離子體再和涂在燈管壁上的熒光劑作用,產(chǎn)生燈光。除了光電制造行業(yè),等離子還被應(yīng)用于化纖及紡織、汽車制造和塑料橡膠等行業(yè)。
等離子體的應(yīng)用前景之一是受控?zé)岷司圩?,即在可控制的情況下,使原子融合,并釋放大量的能量。受控?zé)岷司圩兛梢詾槲覀兲峁┬碌目稍偕茉?,但該技術(shù)的實現(xiàn)十分困難。首先,等離子體必須被加熱到1億攝氏度,才能發(fā)生聚變;其次,熱等離子體非常不穩(wěn)定,且不喜歡呆在一個固定的位置,難以被控制和利用。隨著研究的深入,未來我們一定能更加了解物質(zhì)的第四種狀態(tài)。