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等離子體的基本概念

來源:北京華科易通分析儀器有限公司   2016年03月18日 09:44  

         等離子體(plasma)一詞首先有朗繆爾(Langmuir)在1929年提出的。目前泛指電離的氣體,。等離子體與一般的氣體不同,,它不僅含有中性原子和分子,而且含有大量的電子和離子,,因而是電的良導(dǎo)體,。因其中正電荷,負(fù)電荷密度相等,,從整體來看是電中性的,,故稱等離子體。像火焰和電弧的高溫部分及太陽和其他恒星表面的電離層等,,從廣義上來說都是等離子體,。但光譜額分析常說的等離子體是指電離度較高的氣體,其電離度約在0.1%以上,。普通的化學(xué)火焰電離度很低,,一般不在稱為等離子體,。 
         等離子體按其溫度可分為高溫等離子體和低溫等離子體兩大類。當(dāng)溫度達(dá)到106~108K的范圍時(shí),,氣體中所有分子和原子*離解和電離,,稱為高溫等離子體。當(dāng)溫度低于105K時(shí),,氣體僅部分電離,,稱為低溫等離子體。作為光譜分析光源的ICP放電所產(chǎn)生的等離子體是屬于低溫等離子體,,其zui高溫度不超過104K,,電離度約為0.1%。
        在實(shí)際應(yīng)用中又把低溫等離子體分為熱等離子體和冷等離子體,。當(dāng)氣體在大氣壓力下放電,,粒子(原子和分子)密度較大,電子的自由行程較短,,電子和重粒子之間頻繁碰撞,,電子從電場獲得的動能較快的傳遞給重粒子。這種情況下各種粒子(電子,,正離子,,原子和分子)的熱運(yùn)動動能趨于相近,整個(gè)體系接近或達(dá)到熱力學(xué)平衡狀態(tài),,氣體溫度和電子溫度比較接近和相等,,這種等離子體稱為熱等離子體。作為光譜分析光源的直流等離子體噴焰,,ICP放電等都是熱等離子體,,是在大氣壓力下產(chǎn)生的。應(yīng)當(dāng)指出,,并不是在大氣壓力下放電的等離子體都處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)或是局部熱力學(xué)平衡狀態(tài),。如果放電在低氣壓下進(jìn)行,電子密度較低,,則電子和重粒子碰撞機(jī)會少,,電子從電場得到的動能不易與重粒子交換,他們之間的動能相差較大,,放電中氣體溫度遠(yuǎn)低于電子溫度,。這樣的等離子體處于非熱力學(xué)平衡狀態(tài),或者非局部熱力學(xué)平衡狀態(tài),,叫冷等離子體,。作為光譜分析光源的輝光放電等和空心陰極燈光源等,都是冷等離子體。

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