等离子体及其应用 鲍玉贵docx

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1、等离子体及其应用提交老师：徐从裕姓名：鲍玉贵学号：2013210220内容摘要：等离子体被称为第四种物质形态，在现实生活中有着广泛的应用，一种神奇的物质形态，宇宙各处都存在却又看不见，它的应用极大地改善了我们的生产生活，尤其是在近几年的环境污染问题的解决上发挥了巨大的作用英文摘要：heplasmaiscalledthefourthphysicalform,hasbeenwidelyappliedinreallife,amagicalformofmatterthroughouttheuniverseexist

2、sbutinvisible,itsapplicationhasgreatlyimprovedourproductionandlife,inparticular,playedahugeroleinsolvingenvironmentalproblemsinrecentyears关键词：电离磁流体电介质过滤放电负离子电浆电功率一、等离子体等离子体就是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，广泛存在于宇宙中，常被视为是物质的第四态，被称为等离子态，或者“超气态”，也称“电浆体”。等离子体具有很高的电导率，与

3、电磁场存在极强的耦合作用。等离子体是由克鲁克斯在1879年发现的，1928年美国科学家欧文·朗缪尔和汤克斯首次将Plasma一词引入物理学，用来描述气体放电管里的物质形态，Plasma是源自希腊文，意为可形塑的物体，此字有随着容器形状改变自身形状之意，如灯管中的等离子体会随着灯管的形状改变自身的形状。严格来说，等离子体是具有高位能动能的气体团，等离子体的总带电量仍是中性，借由电场或磁场的高动能将外层的电子击出，结果电子已不再被束缚于原子核，而成为高位能高动能的自由电子。常见等离子体是宇宙中存在最广泛的一种物

4、态，目前观测到的宇宙物质中，99%都是等离子体，虽然分布的范围很稀薄。等离子态常被称为“超气态”，它和气体有很多相似之处，比如：没有确定形状和体积，具有流动性，但等离子也有很多独特的性质。等离子体中的粒子具有群体效应，只要一个粒子扰动，这个扰动会传播到每个等离子体中的电离粒子。等离子体本身亦是良导体，它和普通气体的最大区别是它是一种电离气体。由于存在带负电的自由电子和带正电的离子，有很高的电导率，和电磁场的耦合作用也极强：带电粒子可以同电场耦合，带电粒子流可以和磁场耦合。描述等离子体要用到电动力学，并因此发

5、展起来一门叫做磁流体动力学的理论。和一般气体不同的是，等离子体包含两到三种不同组成粒子：自由电子，带正电的离子和未电离的原子。这使得我们针对不同的组分定义不同的温度：电子温度和离子温度。轻度电离的等离子体，离子温度一般远低于电子温度，称之为“低温等离子体”。高度电离的等离子体，离子温度和电子温度都很高，称为“高温等离子体”。相比于一般气体，等离子体组成粒子间的相互作用也大很多。一般气体的速率分布满足麦克斯韦分布，但等离子体由于与电场的耦合，可能偏离麦克斯韦分布。表面等离激元效应--实验里我们把金属的微小颗粒

6、视为等离子体（金属晶体因为其内部存在大量可以移动的自由电子----带有定量电荷，自由分布，且不会发生碰撞导致电荷的消失----因此金属晶体可以被视为电子的等离子体），由于金属的介电系数在可见光和红外波段为负数，因此当把金属和电介质组合为复合结构时会发生很多有趣的现象。当光波（电磁波）入射到金属与介质分界面时，金属表面的自由电子发生集体振荡，如果电子的振荡频率与入射光波的频率一致就会产生共振，这时就形成的一种特殊的电磁模式：电磁场被局限在金属表面很小的范围内并发生增强，这种现象就被称为表面等离激元现象。这种电

7、磁场增强效应能够有效地提高分子的荧光产生信号，原子的高次谐波产生效率，以及分子的拉曼散射信号等。在宏观的尺度上这一现象就表现为在特定波长，状态下的金属晶体的透光率的大幅提升。二、等离子体在现实生活中的应用等离子体电视：等离子显示屏又称为电浆显示屏，是一种平面显示屏幕，光线由两块玻璃之间的离子，射向磷质而发出。与液晶显示器不同，放出的气体并无水银成份，而是使用惰性气体氖及氙混合而成，这种气体是无害气体。等离子显示屏十分光亮，可显示更多种颜色，也可制造出较大面积的显示屏，最大对角可达381厘米（150吋）。等离

8、子显示屏的对比度亦高，可制造出全黑效果，对观看电影尤其适合。显示屏厚度只有6厘米，连同其他电路板，厚度亦只有10厘米。等离子的发光原理是在真空玻璃管中注入惰性气体或水银蒸气，加电压之后，使气体产生等离子效应，放出紫外线，激发荧光粉而产生可见光，利用激发时间的长短来产生不同的亮度。等离子显示屏中，每一个像素都是三个不同颜色（三原色）的等离子发光体所产生的。由于它是每个独立的发光体在同一时间一次点亮的，所以特别清晰鲜