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中文對「plasma」一詞的翻譯有二:取其最早的含義(整體保持電中性的電離物質),有中國大陸所用的「等離子體」;台灣則稱「電漿」。有中國大陸的物理學家 ...
電漿(plasma)又稱等離子體、電離漿[1]、等離體[2],是物質狀態之一,是物質的高能狀態。其物理性質與固態、液態和氣態不同。電漿和氣體一樣,形狀和體積不固定,會依著容器而改變。電漿有接近完美的導電率,也會在磁場的作用下,顯現出各種三維結構,例如絲狀物、圓柱狀物和雙層等,也可以利用磁場來捕捉、移動及加速各種電漿,例如可變比沖磁電漿火箭就是應用了電漿的這一特性。電漿最早的含義是整體保持電中性的電離物質,但現實一些不符合原先電中性定義的物質也會被稱為電漿,如夸克-膠子漿等。有關電漿的一種直覺上的描述稱,電漿就是會受電磁場影響的流體物質,一般是指各種離子化氣體,然而固體或液體內的自由電子也可以被視為電漿的一種(非中性電漿),此外還包括很多受電磁場支配的流體物質。電漿可以被看成是由一群粒子所組成的系統,因此在數學上可以用統計的方式來研究。
宇宙中充斥著各種各樣的電漿,是其最常見的物質相態,亦可以經由對處於其他相態的物質的加工取得。現代物理學對氣體與電漿之間的相變給出了詳細描述,某種氣體在經歷外來的高溫或強電磁場的作用時,此時該氣體內本身存在的游離電子會被加速,並撞擊該氣體的諸中性粒子,使該氣體中各顆中性粒子中的電子與其原子核分離(分開),成為游離電子,而該中性粒子也會因缺少了電子而成為離子。這些分離出來的游離電子又會被該電場加速,再與其他中性粒子碰撞,這稱為氣體的離子化過程。此時該氣體中一部份粒子會擁有比中性狀態更多的電子而成為帶負電荷的陰離子,另外有一部份粒子會擁有比中性狀態更少的電子而成為帶正電荷的陽離子[3],有一部份粒子則維持中性。離子化後的氣體成為由各顆陰陽離子、游離電子、中性粒子等多種粒子所組成的電中性物質,其中陰離子的電荷量總和與陽離子的電荷量總和相等,這就是物理學上所謂「電漿」,此時物質在大尺度上的總電荷是零,這稱為「準中性」。[4]電漿含有許多可以自由移動的非中性粒子(載流子),加上諸多非中性粒子帶有電磁力,並會受其他非中性粒子的電磁力影響,即是説諸非中性粒子之間可以在不碰撞的情況下發生交互作用,這也解䆁了電漿的導電及受電磁力支配等的多種性質。最後處於電漿態的物質也可以通過相變轉化為其他三種物質狀態。
電漿是宇宙重子物質最常見的形態,其中大部分存在於稀薄的星系際空...
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