等離子體物理

2022-10-16 03:09:02 字數 2189 閱讀 7327

姓名:學號:專業:物理

班級:物理111

第四態你曾看到過南北兩極美麗的極光嗎?你在意過冬日流過眼眸底下明亮的火焰嗎?你還記得雨天天空裡閃過的閃電嗎?

你看過科幻電影裡的太陽表面和星雲的外表嗎?你深入了解過它們是什麼嗎?

我們都知道生活中有固、液、氣三種物質,大多數我們可以判斷一種物質是處於什麼態,可是,你知道火焰、極光、閃電是什麼態嗎?不知道,它就是我們所說的第四態---等離子體.

看似「神秘」的等離子體,其實是宇宙中一種常見的物質,在太陽、恆星、閃電中都存在等離子體,它佔了整個宇宙的99%。

等離子體是由部分電子被剝奪後的原子及原子被電離後產生的正負電子組成的離子化氣體狀物質.

等離子體從**上可分為人工等離子體和自然界的天然等離子體兩類.

天然的等離子體,即天體、空間和地球大氣**現的等離子體,人們不可能用地面上實驗室中的一般方法主動地調節實驗條件或加以控制,而主要只能通過各種日益增多的天文和空間觀測手段,如光學、射電、x射線以及現代的高空飛行器和人造衛星──「空間實驗室」,來接收它們所發射的各種輻射(包括各種粒子)。

據我們所知,美麗的景色極光是太陽與大氣層合作表演出來的作品。在太陽創造的諸如光和熱等形式的能量中,有一種能量被稱為「太陽風」。太陽風是太陽噴射出的等離子體帶電粒子,是一束可以覆蓋地球的強大的帶電亞原子顆粒流。

太陽風在地球上空環繞地球流動,進入電離層,以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場。地球磁場形如漏斗,尖端對著地球的南北兩個磁極,因此太陽發出的等離子體帶電粒子沿著地磁場這個「漏斗」沉降,進入地球的兩極地區。兩極的高層大氣,受到太陽風的轟擊後會發出光芒,形成極光。

在南極地區形成的叫南極光。在北極地區形成的叫北極光.人們看到的極光,主要是等離子體帶電粒子流中的電子造成的。

而且,極光的顏色和強度也取決於沉降粒子的能量和數量。

人工等離子體,是主要依靠人工手段對天然離子利用及改造,並為人類做出貢獻.包括低溫等離子體等的研究.

低溫等離子體是在常溫下發生的等離子體(雖然電子的溫度很高)。低溫等離子體體可以被用於氧化、變性等表面處理或者在有機物和無機物.

低溫等離子體物理與應用已經是乙個具有全球影響的重要的科學與工程,對高科技經濟的發展及傳統工業的改造有著巨大的影響。

2023年全球微電子工業的銷售額達1400億美元,而三分之一微電子器件裝置採用等離子體技術。塑料包裝材料百分之九十都要經過低溫等離子體的表面處理和改性。據估計,低溫等離子體技術在半導體工業、聚合物薄膜、材料防腐蝕、等離子體電子學、等離子體合成、等離子體冶金、等離子體煤化工、等離子體三廢處理等領域的潛在市場每年將達一千幾百億美元。

等離子體輔助加工被用來製造特種優良效能的新材料、研製新的化學物質和化學過程,加工、改造和精製材料及其表面,具有極其廣泛的工業應用--從薄膜沉積、等離子體聚合、微電路製造到焊接、工具硬化、超微粉的合成、等離子體噴塗、等離子體冶金、等離子體化工、微波源.

目前,國內外企業利用低溫等離子體技術在環保方面開發出了「低溫等離子體有機廢氣淨化裝置」、「低溫等離子體廢水淨化裝置」及「低溫等離子體汽車尾氣淨化技術」。

美國《微生物醫學》2023年12月25**道,俄羅斯科學家近日找到一種**感染比抗生素更好的方法,這種方法不是另一種藥物,而是物理學成果「低溫等離子體」。低溫等離子體**不僅避免了藥物經常引發的***,而且這種離子化焰炬不管細菌對抗生素有沒有耐藥性,一律都會殺掉,沒有細菌能逃過等離子體的「五指山」。 低溫等離子體通過破壞細菌的dna及其表面結構,可以殺死細菌,這一過程不會損傷人體組織。

更重要的是,科學家已經證實等離子體可以殺死生長在傷口處的由生物膜保護的細菌。低溫等離子體如何對抗可引起感染的有害細菌?艾莫列娃利用實驗室裡的低溫等離子體焰炬(低溫等離子體燃燒器)轟擊兩種常見細菌—— 綠膿桿菌和金黃色葡萄球菌,這些細菌經常出現在傷口感染處,但對抗生素具有耐藥性,因為它們擁有被稱作生物膜的保護層。

5分鐘後,等離子體焰炬殺死了乙個皮氏培養皿裡生長的99%的細菌。10分鐘後,它殺死乙隻受傷老鼠傷口處的90%的細菌。由於這種焰炬能直接瞄準小面積的特定感染區域,因此在**過程中周圍組織不會受損。

等離子體輔助加工已開闢的和潛在的應用領域包括: 半導體積體電路及其它微電子裝置的製造、工具模具及工程金屬的硬化、藥品的生物相溶性包裝材料的製備、表面防蝕及其它薄層的沉積、特殊陶瓷(包括超導材料)、新的化學物質及材料的製造、金屬的提煉、聚合物薄膜的印刷和製備、有害廢物的處理、磁記錄材料和光學波導材料.

隨著人類文明進步,等離子體物理的發展為材料、能源、資訊、生物、環境空間,空間物理,地球物理等科學的進一步發展提供新的技術和工藝。等離子體的研究,將為人類的發展推向乙個嶄新的新時代.

等離子體技術

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