宇宙中的霸气物质——等离子体

上初中的时候,物理老师告诉我们:自然界中物质有三种状态,分别是固态、液态和气态。但是他错了,根据现在科学家对物质的了解,物质至少存在6种状态,今天小科要介绍的是物质第四种状态——等离子体。

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宇宙中的等离子体

宇宙中的霸气物质——等离子体

等离子在地球上并不常见,但是在浩瀚无垠的宇宙中,等离子态却显得尤为普遍,等离子体在宇宙中有多广泛,答案是占宇宙可见物质的99%。所有的恒星都是高温等离子体团,星云和星之间也是以等离子体态存在。或者说,到目前为止,宇宙中绝大多数物质是等离子体(不包括暗物质及暗能量)。

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等离子的真面目


宇宙中的霸气物质——等离子体

不同的能量水平会造成不同的物质状态。例如,你有一块冰块,如果加热它,固体就会熔化,变成液体。如果继续加热,液体会慢慢蒸发,转化为气体。

宇宙中的霸气物质——等离子体

如果我们继续向这种气体提供能量,当温度足够高时,这种气体将被电离,即外层电子会摆脱原子核的束缚,成为自由电子。这时,物质就变成了由带正电的原子核、带负电的电子以及未电离的中性粒子组成的一团均匀的“浆糊”,人们戏称它为“离子浆”。这些离子浆中正负电荷总量相等,因此,它是近似电中性的,所以就叫等离子体。除了加热气体能产生等离子体外,外加电流也可以激发电子摆脱原子核的束缚,产生等离子体。

虽然等离子体来源于气体的电离,但它的性质与气体的性质完全不同,因此,等离子体被认为是一种新的物质状态。例如,两者的导电性不同,气体的导电能力非常差,属于绝缘体。但等离子体包含大量的自由电子,因此,等离子体的导电性极强。

宇宙中的霸气物质——等离子体

等离子体的导电性体现在闪电中。雷雨天,云层间的相互摩擦使不同的云层带有不同的电,有些带有大量的正电,有些带有大量的负电,随着电荷的积累,空气被电离形成等离子体,云层间形成电流的通路。闪电(电流)出现的位置,就是等离子所在的位置。

03

等离子的应用

宇宙中的霸气物质——等离子体

等离子体有冷和热之分,等离子体是由电子和离子组成,二者的速度决定了等离子的温度。如此一来,便有了高温等离子体和低温等离子体。太阳就是高温等离子体,低温等离子体在常温下就能存在。你一定听说过等离子电视机,这是一种以等离子显示器,来显示图像的超薄电视。等离子体是经气体电离产生的,由大量带电粒子离子、电子和中性粒子原子、分子所组成的体系。由于这种气体的正电荷总数与负电荷总数,在数值上相等,故称为等离子体。

目前,等离子体在我们的生活中有许多的应用,比如荧光灯。荧光灯的灯管中有氩气和少量的水银(金属汞),电流会将灯管中的气体电离,变成等离子体,这些等离子体再和涂在灯管壁上的荧光剂作用,产生灯光。除了光电制造行业,等离子还被应用于化纤及纺织、汽车制造和塑料橡胶等行业。

等离子体蕴含着巨大的潜能,能为我们提供源源不断的能量。随着研究的深入,未来我们一定能更加了解物质的第四种状态。

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投稿时间:2022-01-13  最后更新:2022-01-16

标签:等离子体   宇宙   物质   导电性   原子核   电离   等离子   霸气   电流   气体   状态

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