Friday, August 24, 2012

等离子态 ( plasma )又称为电浆,在离地球数百公里的电离层的电离气体就是等离子态,其对由地球所发出的信号电磁波的频率有很大的影响,有些较高频率的电磁波就容易穿透,另有些较低频率(频率较10MHZ低)的电磁波则较易全反射;等离子态也有是不等温的也就是没达到热平衡

物质基本相的基本三态变化:

(一)固体物质:其分子间的距离很小,相互吸引的牢牢的,所以固体物质都有一定的形状和体积。

(二)液体物质:分子与分子之间的距离比较大,分子相互间的结合就没有那麼紧密,所以液体经常会流动。

(三)气体物质:分子与分子之间的距离最大,一般来说其所受的凡德瓦力也较前两态为小。气体通常都是没有一定的形状和体积。


物质基本相的变化,除了上述一般人所熟悉古典物理中的三态:固态、液态和气态,目前在物理化学上还知道有以下两种状态:

(四)等离子态 ( plasma )

等离子态 ( plasma )又称为电浆,在离地球数百公里的电离层的电离气体就是等离子态,其对由地球所发出的信号电磁波的频率有很大的影响,有些较高频率的电磁波就容易穿透,另有些较低频率(频率较10MHZ低)的电磁波则较易全反射,就是有这一层电离层、所以频率频率较低的电磁波容易在地球上传播,这是等离子态对电磁波差异的特性。

等离子态是电中性的,和气态的气体有些相类似,但等离子态是利用燃烧、放电或电磁场造成的高温电离而达到的,通常是等温的也就是达到热平衡、而且是数千度至一万度的高温的物体状态。等离子态的特性就是电离气体的正离子、负离子(常常是电子)所造成的,是和其他三态是不同的。

等离子态也有用来发电的,如磁流体发电机,把电离气体送往磁场,则正离子和负离子则产生偏移,而来到正负电极,就产生高电压的直流电,是效率很高的机械。虽然产生等离子态物体、也会产生大量的N2O会污染环境,而且受到电极穿透强度和最大容许电压的限制,目前发电机的输出有限,但确是很有潜力的能源。

在核熔合的磁聚变装置中,利用磁瓶的磁场来约束氢同位素的等离子态物体,等离子态则达数千万度的超高温,维持秒钟的时间,让氢同位素达成核熔合,也是很有潜力的能源。

等离子态也有是不等温的也就是没达到热平衡,例如辉光放电下,只有部分物质电离,其负离子中的电子受到数个ev的动能,电子温度则达数万度。而其他离子也是受到数个ev的动能,温度则达数十度,可以说是凉的等离子态。

不等温的等离子态又如用微波放电把适当比例的CH4和H2气体分子激发成等离子态,便可在低於1/10个大气压,800至900度的温度下来合成人工钻石薄膜。



(五)玻色-爱因斯坦凝结态 ( Bose-Einstein Condensation ):
此态是一个量子力学的相变,在1995年柯尼尔( E. Cornell )及魏曼( C. Wieman ) 首次利用雷射光冷却技术,为了避免在凝结态之前形成分子,所以原子需要降温,减少原子动能以降低发生有效碰撞的机会。而在极低温下、观察到玻色-爱因斯坦 凝结态,是个很特殊的状态。先前只有光子是处於玻色-爱因斯坦 凝结态,现在有铷、锂、钠等碱金属原子都可处於玻色-爱因斯坦 凝结态,因为是新开发的状态,所以在应用上还有待科学界的持续阐发。


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  • 1楼
  • 2006-08-13 03:02


Plasma是一种电离的状态,由於存在电离出来的自由电子和带电离子,等离子态具有很高的电导率,与电磁场存在极强的耦合作用。这样的状态——电浆态在宇宙中广泛存在,常被看作物质的第四态(有人也称之为「超气态」)。等离子态由克鲁克斯在1879年发现,「Plasma」这个词,由朗廖尔在1928年最早采用。
  • 2楼
  • 2006-08-13 10:32

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。

摘自洪恩在线
  • 3楼
  • 2006-08-13 10:34

补充资料:如梦似幻第六态物质(北京科普之窗)
http://www.bjkp.gov.cn/bjkpzc/kxbl/wzjg/57873.shtml
  • 4楼
  • 2006-08-13 10:37

吧友61.51.129.*
哦~~
  • 5楼
  • 2006-08-13 11:04

吧友220.175.87.*
哇!
  • 6楼
  • 2006-08-13 12:56

好帖
  • 7楼
  • 2006-08-13 13:17

引用某搞怪狂人的格言
:“顶起来~~!”
  • 8楼
  • 2006-08-13 13:21

今年6月位於美国布鲁克海文实验室的相对论性重离子对撞机(Relativistic Heavy Ion Collider, RHIC)有一研究结果显示,因为魅夸克喷流(charm quark jet)的量比预期的要少,所以被认为是发现了夸克胶子电浆态(Quark Gluon Plasma, QGP)的重要证据。

自然界中所有的强子都是由夸克组成的。两个夸克可以形成介子(meson),而三个夸克可以形成重子(baryon)。最常见的重子就是质子跟中子。在质子跟中子中的三个夸克因为渐进自由的缘故所以被局限在一起。当能量极高的时候,可以将质子跟中子里的夸克距离压缩到极小,这时,夸克跟传递强作用力的胶子之间的作用力会趋近於零,而可以自由移动,就像等离子态一样,所以被称为夸克胶子电浆态(QGP)。

RHIC将两个金原子核加速然後对撞,以产生高达15GeV/fm^3的能量密度(一般原子的密度大约是1GeV/fm^3)。在这个状况下,夸克跟胶子不再被束缚,而可以自由移动,但却不完全类似电浆般的没有相互作用,而是存在有相互作用,而反而比较接近液体。

美国Stony Brook University的Barbara Jacak教授在美国物理学会四月份的会议中指出,在RHIC中有足够的证据显示的确发现了QGP。在金原子碰撞中,因为强大的能量所以可以产生出较重的夸克对喷流(quark jet),例如魅夸克。因为魅夸克的质量较大,理论上可以直接穿透QGP而被观测到。但是根据最新的实验结果,魅夸克喷流的数量比预期来的少,有抑制(surpression)的现象。她认为,这是因为在QGP中存在许多的自由夸克,例如上、下、及奇夸克,因此一个魅夸克很在QGP中找到另一个反魅夸克来形成魅夸克对而喷射出去。因此变造成了魅夸克的数量被抑制。

对QGP的研究目前逐渐起步,而研究QGP不但可以增加我们对量子色动力学的认识,更可以协助我们增加对早期宇宙的了解。
  • 9楼
  • 2006-08-13 13:37

对於物质基本相的了解将可有助於我们对於现行宇宙物质能量的变化乃至早期宇宙能量的变化有更深入的体会。甚至对於核熔合、低温物里的研究等也会有长足的帮助。
  • 10楼
  • 2006-08-14 11:21

有没有需要数学的文章,这些文章边看边做有意思。
  • 11楼
  • 2006-08-14 11:34

习惯性加精华
没加上。。。。。
哦,这是物理吧

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