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플라즈마는 물질 상태 이온화 된 기체 물질이 장거리 전기적 및 전기적 수준까지 높은 전기 전도성 이되는 자기장 이 문제의 행동을 지배합니다. 이 상태는 다른 상태 와 대조 될 수 있습니다. 단색 , 액체 및 가스 . 이러한 다른 물질 상태와 달리 플라즈마는 정상적인 조건에서 지구 표면에서 드물며 대부분 중성 가스에서 인위적으로 생성됩니다.
플라즈마는 결합되지 않은 양 및 음 입자 (즉, 플라즈마의 전체 전하는 거의 0입니다.) 이러한 입자는 결합되지 않았지만 힘을 경험하지 않는다는 의미에서 자유가 아닙니다. 이동하는 하전 된 입자는 자기장 내에서 전류를 생성하고 하전 된 플라즈마의 모든 움직임을 생성합니다. 입자는 다른 전하에 의해 생성 된 장에 영향을 미치고 영향을받습니다. 차례로 이것은 다양한 정도의 변화를 가진 집단 행동을 제어합니다.
세 가지 요소가 플라즈마를 정의합니다.
- 플라즈마 근사 : 플라즈마 매개 변수 Λ, [26] 가 구체 내의 전하 캐리어 수 (반경이 Debye 스크리닝 파일 인 Debye 구체라고 함) ngth) 주어진 하전 입자를 둘러싸고 있으며, 구체 외부 입자의 정전기 영향을 차폐 할만큼 충분히 높습니다. [21] [22]
- 대량 상호 작용 : Debye 스크리닝 길이 (위에 정의 됨)가 짧습니다. 플라즈마의 물리적 크기에 따라 달라집니다. 이 기준은 경계 효과가 발생할 수있는 가장자리에있는 것보다 대부분의 플라즈마에서 상호 작용이 더 중요하다는 것을 의미합니다. 이 기준이 충족되면 플라즈마는 준 중성입니다. [27]
- 플라즈마 주파수 : 전자 플라즈마 주파수 (전자의 플라즈마 진동 측정)는 전자 중립 충돌 주파수 (충돌 주파수 측정)에 비해 큽니다. 전자 및 중성 입자). 이 조건이 유효하면 정전기 상호 작용이 일반 기체 역학의 프로세스를 지배합니다. [28]
온도 [ 수정 ]
플라즈마 온도는 일반적으로 켈빈 또는 전자 볼트 이며 비공식적으로 입자 당 열 운동 에너지의 척도입니다. 일반적으로 플라즈마의 특징 인 이온화를 유지하려면 고온이 필요합니다. 플라즈마 이온화의 정도는 이온화 에너지 와 관련된 전자 온도 에 의해 결정됩니다. 밀도에 의해 더 약함), Saha 방정식 이라는 관계에서. 저온에서 이온과 전자는 결합 상태 (원자)로 재결합하는 경향이 있으며 플라즈마는 결국 가스가됩니다.
대부분의 경우 전자는 열 평형 은 Maxwellian 에너지 분포 함수 (예 : 자외선 , 에너지 입자 또는 강한 전기장 . 질량의 큰 차이로 인해 전자는 이온 또는 중성 원자와 평형을 이루는 것보다 훨씬 빠르게 열역학적 평형에 도달합니다. 이러한 이유로 이온 온도는 전자 온도와 매우 다를 수 있습니다 (일반적으로보다 낮음). 이것은 이온이 종종 주변 온도 근처에있는 약 이온화 된 기술 플라즈마에서 특히 흔합니다.
일반적인 형태의 플라즈마
인공 제작
재진입 분위기
코로나 방전 내부 오존 발생기
퓨전 에너지 연구
아크 램프 의 div id = “5864e3801d”>
전기 아크 , 아크 용접기 또는 플라즈마 토치
플라즈마 볼 (플라즈마 구체 또는 플라즈마 글로브 )
Tesla 코일 에서 생성 된 아크 (공진 공심 변압기 또는 번개와 유사한 아크를 생성하지만 정전기 가 아닌 교류 를 생성하는 방해 코일 )
반도체 장치 제조 에 사용되는 플라스틱 ( 반응 이온 에칭 , 스퍼터링 , 표면 청소 및 플라즈마 강화 화학 기상 증착
레이저 생산 플라즈마 (LPP), 고출력 레이저가 재료와 상호 작용할 때 발견됨 .
유도 결합 플라즈마 (ICP), 일반적으로 아르곤 광학 방출 용 가스 분광학 또는 질량 분광법
자기 유도 일반적으로 마이크로파를 공진 결합 방법으로 사용하여 생성되는 플라즈마 (MIP)
지상 플라즈마
우주 및 천체 물리학 플라즈마
플라즈마 (물리)-Wikipedia
답변
어떤 종류의 플라즈마인지에 따라 플라즈마에서 일부 전자를 제거하지 않는 것은 실제로 매우 어렵습니다. 매우 빠릅니다 . 양성자보다 약 2000 배 가볍기 때문에 모든 입자가 대략 동일한 에너지를 갖고 있다면 (그리고 전자가 실제로 훨씬 더 많은 경우가 많다) 전자의 속도는 적어도 50 배 더 큽니다. 사실, 플라즈마에 삽입하는 고체 물체는 음 (플라즈마에 대해) 전압까지 충전 될 때까지 전자를 축적하는 경향이 있습니다. 이를 “부동 전위”라고합니다. 일단 도달하면 더 이상 순 전류가 물체에 흐르지 않기 때문입니다. 축적 된 전하는 전자를 밀어 내고 훨씬 빠르게 움직이는 전자의 균형을 맞추기에 충분한 이온을 끌어들입니다.
반대의 예는 일부 강한 자화 플라즈마에서는 실제로 이온 을 잃는 것이 더 쉬울 수 있다는 것입니다. 일반적으로 훨씬 더 느리게 이동하지만 평균 교차 필드 전송은 상당히 빠를 수 있습니다.하전 입자는 특정 반경을 가진 궤도에서 자기장 선 ( “사이클로트론 운동”이라고 함) 주위를 회전하려고하지만 필드 선을 따라 자유롭게 이동할 수 있습니다 (실제로는 더 일반적으로 복잡하지만 여기서 간단한 경우를 보겠습니다). 즉, 전자는 구속되지 않은 방향으로 양성자보다 약 50 배 빠르게 이동하지만 사이클로트론 반경은 약 50 배 더 작습니다 (다시 말하지만 동일한 평균을 가정하면 에너지는 확실하지 않지만 일반적으로 50 배 차이가 없습니다.) 입자가 다른 입자와 충돌 할 때마다 그 운동량의 전달은 기본적으로 사이클로트론 궤도에서 입자가있는 곳에서 스크램블됩니다. 즉, 각 범프가 교차 장 사이클로트론 반경 1 개까지. 이온의 사이클로트론 반경이 플라즈마의 크기에 비해 상대적으로 크면 이온이 매우 빠르게 손실 될 수 있습니다.
여기서 문제는 플라즈마가 일반적으로 유지되기를 좋아한다는 것입니다. 준 중립 . 즉, 요금은 별도 이며 플라즈마의 요금은 모두 계산됩니다. 여전히 0 (또는 거의 0)이됩니다. 중성 플라즈마가 아닌 플라즈마를 만드는 것은 가능하지만 정전기 압력이 빠르게 거대 가되기 때문에 손실률이 훨씬 더 커집니다. 이 때문에 플라즈마에서 전자의 아주 작은 부분을 매우 제거하면 이온이 손실되기 시작합니다 (부동 전위에 대한 약간의 콜백 !) 정전기 압력을 완화합니다. 즉, 플라즈마가 가장 강하게 양전하를 띌수록 더 강한 이온이 밀려 나가는 경향이 있고 전자가 다시 들어가는 경향이 있습니다. 이런 식으로 플라즈마를 양전하 할 수있는 양은 실제로 당신에 달려 있습니다. 감금 계획.