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等離子體產(chǎn)生途徑

等離子體是1928年由朗格繆爾(Langmuir)命名的，最早還可以追溯到1879年英國的威廉·克魯克斯(Willian Crooks)，他在做氣體放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，確認(rèn)放電管中存在物質(zhì)的第四態(tài)——“等離子態(tài)”。

等離子體是部分電離了的“氣體”，它呈現(xiàn)出高度激發(fā)的不穩(wěn)定態(tài)，其中包括離子(具有不同符號和電荷)、電子、自由基、激發(fā)態(tài)的分子和原子。

物質(zhì)在等離子體狀態(tài)下具有很高的能量，并且正、負(fù)離子數(shù)相等，從宏觀上講，其電荷為中性，即：n_e=n_i(n_e為電子密度；n_i為離子密度)，故得名等離子體。

產(chǎn)生等離子體方法主要有以下幾種：

a. 氣體放電法
在電場作用下獲得加速動能的帶電粒子與氣體分子碰撞、加之陰極二次電子發(fā)射等機(jī)制的作用，導(dǎo)致氣體擊穿放電而形成等離子體。這是使用最普遍、最容易控制的方法。

b. 激光電離法和激光輻射電離
借入射光量子來使物質(zhì)分子電離，只要光量子大于或等于該物質(zhì)的第一電離能就可形成等離子體。激光輻射不僅有單光子，還有多光子和級聯(lián)電離機(jī)制，它的另一特點(diǎn)是可獲得高溫高密度等離子。

c. 射線輻照法
用各種射線(包括α、β、γ和X射線)或粒子束(電子束、離子束等)對氣體輻照也可產(chǎn)生等離子。

d. 燃燒法
借助熱運(yùn)動動能使氣體中足夠大的原子、分子相互碰撞引起電離。這種方法產(chǎn)生的等離子體稱火焰等離子體。

e. 沖擊波法
當(dāng)沖擊波在氣體中通過時(shí)，氣體受絕熱壓縮產(chǎn)生的高溫來獲得等離子體。這稱為激波等離子體。

f. 微波誘導(dǎo)法
微波輻射可以加劇分子運(yùn)動，提高分子平均能量，利用微波可以誘導(dǎo)產(chǎn)生等離子體。

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等離子體產(chǎn)生途徑