题目

等离子态的含义是什么?
等离子态的含义是什么?

提问时间：2021-02-22

答案

等离子态
物质有三种状态：固态、液态和气态.其实物质还有第四种状态,那就是等离子态.
等离子态又叫做物质的第四态,它是气体,不过其原子失去电子形成自由电子和
正离子,因为两者的量相等因此又叫做等离子态,它可导电而且受磁场影响,热气体中,因为原子高速碰撞而造成电离现象,形成等离子态,太阳内部的气体就是其中一个例子.低温气体,负电子和正离子会再结合,因此不会形成等离子态.在萤光灯内,存在低压汞蒸汽及一些惰性气体,在高电压下,电子急剧加速,碰撞而造成更多电子及正离子,形成等离子态,过程中汞原子被激发至激发态,由激发态跃至基态,发出电磁波,主要为紫外辐射,紫外辐射投射到管壁的荧光粉时,再转为可见光.
为了克服氢核间的强劲排斥力而进行核熔合作用,两氢核必须高速碰撞,而所需温度高达千万度摄氏,太阳内?依kao)筛胶洗颂跫?但如要发展受「控制的热核熔合」作用,没有容器可忍受此高温而不熔解,利用磁场将等离子体困在磁场内,使它在高温下进行核熔合,这方法仍未成功,仍有待进一步研究.
我们知道,把冰加热到一定程度,它就会变成液态的水,如果继续升高温度,液态的水就会变成气态,如果继续升高温度到几千度以上,气体的原子就会抛掉身上的电子,发生气体的电离化现象,物理学家把电离化的气体就叫做等离子态.
在茫茫无际的宇宙空间里,等离子态是一种普遍存在的状态.宇宙中大部分发光的星球内部温度和压力都很高,这些星球内部的物质差不多都处于等离子态.只有那些昏暗的行星和分散的星际物质里才可以找到固态、液态和气态的物质.
就在我们周围,也经常看到等离子态的物质.在日光灯和霓虹灯的灯管里,在眩目的白炽电弧里,都能找到它的踪迹.另外,在地球周围的电离层里,在美丽的极光、大气中的闪光放电和流星的尾巴里,也能找到奇妙的等离子态.
除了等离子态外,科学家还发现了“超固态”和“中子态”.宇宙中存在一颗白矮星,它的密度很大,大约是水的3600万到几亿倍.一立方厘米白矮星上的物质就有100～200公斤重,这是怎么回事呢?
原来,普通物质内部的原子与原子之间有很大的空隙,但是在白矮星里面,压力和温度都很大,在几百万个大气压的压力下,不但原子之间的空隙被压缩了,就是原子外围的电子层也被压缩了.所有的原子核和原子都紧紧地挤在一起,物质里面不再有什么空隙,因此物质就特别重,这样的物质就是超固态.科学家推测,不但白矮星内部充满了超固态物质,在地球中心一定也存在着超固态物质.
假如在超固态物质上再加上巨大的压力,原子核只好被迫解散,从里面放出质子和中子.放出的质子在极大的压力下会跟电子结合成中子.这样一来,物质的结构就发生了根本性的改变,原来是原子核和电子,现在都变成了中子.这样的状态就叫做“中子态”.
中子态物质的密度大得更是吓人,它比超固态物质还要大10多万倍.一个火柴盒那么大的中子态物质,就有30亿吨重,要用96000台重型火车头才能拉动它.
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.
温度计是利用液体的热胀冷缩原理来测温度的,使用时要让玻璃泡充分和被测物体接触,使玻璃
泡里的液体和测物温度一致.这时温度计中液柱所批示数就是玻璃泡中液体的温度.液柱稳定后它同时表示
被测物体的温度.本题中因为液柱并没有稳定,所以它仅表示此时玻璃泡中水银的温度.