플라즈마란 무엇인가요?

플라즈마라고도 불리는 플라즈마는 원자와 원자단이 일부 전자를 빼앗긴 후 이온화되어 생성되는 양이온과 음이온으로 구성된 이온화된 가스와 같은 물질로 그 규모는 거시적인 것보다 큽니다. 디바이 길이(Debye length) 전기적으로 중성인 이온화된 가스의 운동은 주로 전자기력에 의해 지배되며 중요한 집단 행동을 나타냅니다. 그것은 우주에 널리 존재하며 종종 고체, 액체, 기체에 이어 물질의 네 번째 상태로 간주됩니다. 플라즈마는 좋은 전기 전도체이며 교묘하게 설계된 자기장을 사용하여 플라즈마를 포착, 이동 및 가속할 수 있습니다. 플라즈마 물리학의 발전은 재료, 에너지, 정보, 환경 공간, 우주 물리학, 지구물리학 및 기타 과학의 추가 개발을 위한 새로운 기술과 프로세스를 제공합니다.

플라즈마는 고체, 액체, 기체와는 다른 네 번째 물질 상태입니다. 물질은 원자로 구성된 분자로 구성되며, 원자는 음전하를 띤 전자로 둘러싸여 있으며 양전하를 띤 핵으로 구성됩니다. 충분히 높은 온도로 가열되거나 다른 이유로 인해 외부 전자는 원자핵의 족쇄에서 벗어나 자유 전자가 됩니다. 마치 학생들이 수업 후에 운동장으로 뛰어가는 것과 같습니다. 전자가 핵을 떠날 때 이 과정을 "이온화"라고 합니다. 이때 물질은 양전하를 띤 핵과 음전하를 띤 전자로 구성된 균일한 '슬러리'가 되므로 농담으로 이온 슬러리라고 부르는데, 이 이온 슬러리에 들어 있는 양전하와 음전하의 총량은 대략 같습니다. 전기적으로 중성이므로 플라즈마라고 합니다.

'신비'처럼 보이는 플라즈마는 사실 우주에 흔한 물질이다. 플라즈마는 우주 전체의 99%를 차지한다. 이미 전기장과 자기장 생성을 마스터하고 활용하여 플라즈마를 제어하고 있습니다. 가장 일반적인 플라즈마는 아크, 네온 불빛, 형광등의 발광 가스뿐만 아니라 번개, 오로라 등과 같은 고온 이온화 가스입니다. 전해질 용액뿐만 아니라 반도체의 금속과 캐리어의 전자 가스도 플라즈마로 간주될 수 있습니다. 지구상에서 플라즈마 물질은 고체, 액체, 기체 물질보다 훨씬 덜 풍부합니다. 우주에서 플라즈마는 물질의 주요 형태로 우주 전체 물질의 99% 이상을 차지한다. 별(태양 포함), 성간 물질, 지구 주변의 전리층은 모두 플라즈마이다. 자연계 플라즈마의 운동법칙을 규명하고 이를 인류에 봉사하기 위해 플라즈마의 생성과 특성을 연구하기 위해 자기유체역학은 지난 3~40년 동안 천체물리학, 우주물리학, 특히 핵융합학을 중심으로 형성됐다. 융합 연구 및 플라즈마 역학.

플라즈마는 이온과 전자, 결합된 중성 입자의 집합체로 구성되어 있으며 전체적으로 중성 물질 상태이다. 플라즈마는 고온 플라즈마와 저온 플라즈마의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 플라즈마 온도는 각각 전자 온도와 이온 온도로 표시됩니다. 이 둘이 같으면 고온 플라즈마라고 하고, 같지 않으면 저온 플라즈마라고 합니다. 저온 플라즈마는 다양한

플라즈마 발생기

생산 분야에서 널리 사용됩니다. 예를 들어 플라즈마 TV, 아기 기저귀 표면의 방수 코팅, 맥주병의 차단 특성 향상 등이 있습니다. 더 중요한 것은 인터넷 시대를 현실로 만들기 위해 항상 컴퓨터 칩에 사용된다는 것입니다.

고온 플라즈마는 온도가 충분히 높을 때만 발생합니다. 별은 우주의 99%를 차지하는 플라즈마를 지속적으로 방출합니다. 저온 플라즈마는 실온(전자의 온도는 매우 높지만)에서 발생하는 플라즈마입니다. 저온 플라즈마는 산화, 변성 등의 표면 처리나 유기 및 무기 물질의 침전 코팅에 사용될 수 있습니다.

플라즈마는 주로 자유전자와 하전이온으로 구성된 물질의 형태로 우주에 널리 존재하며, 흔히 물질의 제4상태로 간주되며 '슈퍼상태'라고도 불린다. 기체 상태", "플라즈마"라고도 합니다. 플라즈마는 전기 전도성이 높으며 전자기장과 강한 결합 효과를 가지고 있습니다. 플라즈마는 1879년 Crookes에 의해 발견되었습니다. 1928년 미국 과학자 Irving Langmuir와 Tonks가 처음으로 물리학에 "플라즈마"라는 용어를 도입했습니다.

는 가스 방전관의 물질 형태를 설명하는 데 사용됩니다[1].

엄밀히 말하면 플라즈마는 잠재적인 운동 에너지가 높은 가스 그룹입니다. 플라즈마의 전체 전하는 여전히 중성입니다. 전기장이나 자기장의 높은 운동 에너지는 결과적으로 외부 층의 전자를 녹아웃시킵니다. 원자핵은 더 이상 결합되지 않고 높은 위치 에너지와 운동 에너지를 지닌 자유 전자가 됩니다.

플라즈마는 물질의 네 번째 상태, 즉 이온화된 '가스'입니다. 이는 이온(다른 부호와 전하를 가짐), 전자, 원자 및 분자를 포함하여 매우 흥분된 불안정한 상태를 나타냅니다. 사실 사람들은 플라즈마 현상에 낯설지 않습니다. 자연에서 타오르는 불꽃, 눈부신 번개, 화려한 오로라는 모두 플라즈마의 결과입니다. 우주 전체를 보면 항성과 행성간 공간 등 물질의 거의 99.9%가 플라즈마 상태로 존재한다. 플라즈마는 핵융합, 핵분열, 글로방전, 각종 방전 등 인공적인 방법으로 생산될 수 있다. 분자나 원자의 내부 구조는 주로 전자와 핵으로 구성됩니다. 정상적인 상황, 즉 위에서 언급한 처음 세 가지 형태의 물질에서는 전자와 핵의 관계가 상대적으로 고정되어 있습니다. 즉, 전자는 핵장 주위에 서로 다른 에너지 준위로 존재하며 그 위치 에너지나 운동 에너지는 크지 않습니다. .

일반 가스의 온도가 올라가면 가스 입자의 열운동이 강해져서 입자들 사이에 강한 충돌이 일어나며, 온도가 100만 개에 도달하면 원자나 분자 내의 수많은 전자가 떨어져 나가게 됩니다. 1억도에서는 모든 가스 원자가 완전히 이온화됩니다. 이온화된 자유전자의 총 음전하는 양이온의 총 양전하와 같습니다. 이렇게 고도로 이온화된, 거시적으로 중성인 가스를 플라즈마라고 합니다.

플라즈마는 일반 가스와는 다른 특성을 가지고 있습니다. 일반 가스는 분자로 구성되어 있으며 분자 사이의 상호 작용력은 분자가 충돌할 때만 영향을 미칩니다. 이론 분자운동론으로 설명됩니다. 플라즈마에서 대전된 입자 사이의 쿨롱 힘은 장거리 힘입니다. 쿨롱 힘의 효과는 대전된 입자의 가능한 국지적 단거리 충돌 효과를 훨씬 능가합니다. 플라즈마에서 대전된 입자는 양전하 또는 음전하를 일으킬 수 있습니다. 국지적 집중은 전기장을 생성하고, 전하의 방향 이동은 전류를 생성하고 자기장을 생성합니다. 전기장과 자기장은 다른 하전 입자의 움직임에 영향을 미치며 극도로 강한 열복사 및 열 전도를 동반합니다. 플라즈마는 자기장에 의해 제한되어 회전 운동 등을 수행할 수 있습니다. 플라즈마의 이러한 특성은 일반 가스와 구별되며 물질의 제4상태라고 불립니다.

우주에서 플라즈마는 물질의 가장 중요한 정상 상태입니다. 우주연구, 우주개발, 그리고 위성, 항공우주, 에너지 등 신기술은 플라즈마 연구를 통해 새로운 시대를 맞이하게 될 것입니다.

데이터 출처: 웹링크