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火焰與等離子體是如何成為一體的呢?

       我們的物質世(界)是由原子構成的,原子是由原子核和電子構成的,原子核帶正電,電子帶負電,它們被一種叫做庫侖力的相互作用力綁定在了一起。庫侖力乍一聽上去好像很高大上,其實這個力是與我們的生活息息相關的力,沒有之一。庫侖力就是把萬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,是因為有庫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、會受電磁場影響等。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生的簡諧振動。離子體又叫做電漿,被視為物質的第4種形態,或者稱為“超氣態”。簡單來說就是電離了的“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)由離子構成。

       等離子體屬于非凝聚態,構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。致于凝聚態,就是由大量處于聚集狀態的粒子構成的物態,液體和固體就是很常見的凝聚態。等離子體是宇宙中很常見的物態。宇宙中很常見的天體就是恒星,星系也是由恒星構成的,像太陽等恒星就是一個很大的等離子體,它占了整個宇宙中物質形態的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,是燃燒時的產物,能夠發光發熱。在太空中,沒有重力作用,火焰會呈現為球形。火焰的溫度有高有低,不同材質燃燒時所形成的火焰,具有不同的溫度。打火機火焰的溫度大約在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,一般的紙張燃燒時產生的火焰溫度僅為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),燃燒反應也更(充)分,因此溫度更高。當可燃物與氧化劑接觸時,溫度達到著火點就會產生火焰。
       一些材質燃燒時還會產生一些固體小顆粒,在熱氣上升的帶動下夾雜在火焰中。不同的材質在燃燒時,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,只能算是處于激發態(原子或者分子吸收能量后,被激發到高能級,尚未電離的狀態)的高溫氣體。磁場能夠影響等離子體。如果高溫火焰是等離子體的話,必然會受到強磁場的影響。實驗證明,火焰會受到磁場影響。大家對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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