等离子体是不是只有在高温中才能出现

免费视频网站vip账号和密码 https://news.iresearch.cn/content/2021/08/392959.shtml

等离子体是不是只有在高温中才能出现(例如火焰的高温部分或闪电)?如果是这样,那等离子消毒也是一个高温的过程吗?

首先给出答案,等离子体并不只在高温中出现,等离子消毒是利用低温等离子体中的高温电子部分进行消毒的。

等离子体是物质存在的形态之一。通常认为等离子体是物质的第四态,等离子体就是显著电离的气体,但从气态过渡到等离子体,在热力学上没有物理量的突变,并不存在相变过程。这种说法并不准确。等离子体的准确定义应该是由自由电荷构成的、表现出集体行为的多粒子宏观系统。

传统中性等离子体研究的温度范围非常广泛,可以从地球电离层(极光)的K左右到白矮星磁化层的K。温度和密度作为等离子体的两个参数,对应传统等离子体的参数空间如下图所示。

由于等离子体内部电子和离子质量相差较大,通过碰撞交换能量过程缓慢,各种带电粒子成分各自先达到热力学平衡状态,分别对应电子温度Te和离子温度Ti。当等离子体整体达到平衡状态时,具有统一的电子温度和离子温度,粒子间的碰撞势约为几个电子伏特,对应等离子体温度为几千度甚至更高,称为高温等离子体。

还有一种状态是电子温度虽然很高,但体系中重离子温度很低,整体表现为低温状态,称为低温等离子体,由于体系处于非平衡状态也可称为非平衡等离子体。

低温等离子体消毒应用的就是这种原理:在几帕到几百帕的真空环境下利用特定电磁场对气体进行电离产生低温等离子体,电子温度可达~00℃,细菌的直径约为10-6m,许多电子将细菌或病毒包围然后消灭,同时由于电子本身热容量较小,对宏观温度没有影响,不会对消毒的物品产生损伤。低温等离子体消毒的温度一般为室温。

随着激光冷却技术的发展,超冷等离子体成为研究热点,其温度可以低至mK(10-3K)量级。年,美国国家标准与技术研究所的S.L.罗斯顿(S.L.Rolston)小组首次采用光电离激光冷却原子的方法,得到了电子和离子温度分别低到0.1K和0.K,密度高达cm-3的氙原子的超冷中性等离子体。

#优质作者榜#



转载请注明地址:http://www.zhonghuicapital.com/jbzd/9272.html
  • 上一篇文章:
  • 下一篇文章: 没有了