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火焰與等離子體是如何成為一體的呢?

       我們的物質(zhì)世(界)是由原子構(gòu)成的,原子是由原子核和電子構(gòu)成的,原子核帶正電,電子帶負(fù)電,它們被一種叫做庫(kù)侖力的相互作用力綁定在了一起。庫(kù)侖力乍一聽上去好像很高大上,其實(shí)這個(gè)力是與我們的生活息息相關(guān)的力,沒(méi)有之一。庫(kù)侖力就是把萬(wàn)物綁定在一起的力量,比如你家的鐵桌子,桌子的一頭和另一頭之所以可以一起動(dòng),是因?yàn)橛袔?kù)侖力的作用把桌子里的分子鎖定在了一起。
       等離子體并不神秘。氣體通常都是由分子或原子構(gòu)成的,而等離子體就是被電離(電離就是原子得到或者失去核外電子形成離子的一種過(guò)程,離子都帶電)的氣體。幾乎所有氣體都存在一定程度的電離,只是電離程度極低,因此并不能算作等離子體。并且物體要稱之為等離子體,還需要具備等離子體所具備的特性,比如存在等離子體振蕩、會(huì)受電磁場(chǎng)影響等。等離子體振蕩是等離子體中的電子在慣性和離子的靜電力作用下發(fā)生的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。離子體又叫做電漿,被視為物質(zhì)的第4種形態(tài),或者稱為“超氣態(tài)”。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是電離了的“氣體”,由離子、電子以及未電離的中性粒子組成,整體呈電中性。等離子體并不需要完(全)由離子構(gòu)成。

       等離子體屬于非凝聚態(tài),構(gòu)成等離子體的粒子之間游離程度較高,粒子間的相互作用不強(qiáng)。致于凝聚態(tài),就是由大量處于聚集狀態(tài)的粒子構(gòu)成的物態(tài),液體和固體就是很常見(jiàn)的凝聚態(tài)。等離子體是宇宙中很常見(jiàn)的物態(tài)。宇宙中很常見(jiàn)的天體就是恒星,星系也是由恒星構(gòu)成的,像太陽(yáng)等恒星就是一個(gè)很大的等離子體,它占了整個(gè)宇宙中物質(zhì)形態(tài)的99%。自然界中的閃電就是等離子體。用人工方法,如核聚變、核裂變,也可產(chǎn)生等離子體。不同等離子體在溫度和密度方面差異很大。以溫度劃分,等離子體可分為高溫等離子體和低溫等離子體。等離子體的溫度分別用電子溫度和離子溫度表示,兩者相等(或者說(shuō)相差不多)則稱為高溫等離子體,不相等則稱為低溫等離子體。

等離子體

       為什么火焰屬于等離子體?
       火焰也是物質(zhì),是燃燒時(shí)的產(chǎn)物,能夠發(fā)光發(fā)熱。在太空中,沒(méi)有重力作用,火焰會(huì)呈現(xiàn)為球形。火焰的溫度有高有低,不同材質(zhì)燃燒時(shí)所形成的火焰,具有不同的溫度。打火機(jī)火焰的溫度大約在400度左右,酒精燈火焰的溫度在600~700度,普通爐火的溫度大約在800度左右,一般的紙張燃燒時(shí)產(chǎn)生的火焰溫度僅為200多度。此外,火焰又分為焰心、中焰和外焰,其中外焰由于與氧氣或者氧化劑接觸更充(分),燃燒反應(yīng)也更(充)分,因此溫度更高。當(dāng)可燃物與氧化劑接觸時(shí),溫度達(dá)到著火點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生火焰。
       一些材質(zhì)燃燒時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一些固體小顆粒,在熱氣上升的帶動(dòng)下夾雜在火焰中。不同的材質(zhì)在燃燒時(shí),火焰的顏色也各不相同。溫度越高,火焰中粒子的電離程度也就越高,火焰的溫度一般都很高,屬于高溫等離子體。一些溫度較低的火焰,由于電離程度太低,因此并不能完(全)算作等離子體,只能算是處于激發(fā)態(tài)(原子或者分子吸收能量后,被激發(fā)到高能級(jí),尚未電離的狀態(tài))的高溫氣體。磁場(chǎng)能夠影響等離子體。如果高溫火焰是等離子體的話,必然會(huì)受到強(qiáng)磁場(chǎng)的影響。實(shí)驗(yàn)證明,火焰會(huì)受到磁場(chǎng)影響。大家對(duì)等離子體有了一定的了解,相信大家也明白為什么火焰屬于等離子體了。


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