等離子體物理與應(yīng)用

1、等離子體物理與應(yīng)用等離子體物理與應(yīng)用什么是等離子體？由大量的帶電粒子組成的非束縛態(tài)的宏觀體系非束縛性：異類帶電粒子之間相互“自由”，等離子體的基本粒子元是正負(fù)荷電的粒子（電子、離子），而不是其結(jié)合體。粒子與電磁場(chǎng)的不可分割性：等離子體中粒子的運(yùn)動(dòng)與電磁場(chǎng)（外場(chǎng)及粒子產(chǎn)生的自洽場(chǎng)）的運(yùn)動(dòng)緊密耦合，不可分割。集體效應(yīng)起主導(dǎo)作用：等離子體中相互作用的電磁力是長(zhǎng)程的。等離子體物理與應(yīng)用等離子體是物質(zhì)第四態(tài)固體 冰液體 水氣體 水汽等離子體 電離氣體溫度00C1000C100000C等離子體物理與應(yīng)用電離氣體是一種常見的等離子體放電是使氣體轉(zhuǎn)變成等離子體的一種常見形式等離子體 電離氣體普通氣體等離子體放

2、電需要有足夠的電離度的電離氣體才具有等離子體性質(zhì)。“電性”比“中性”更重要 ( 電離度 10-4 )等離子體物理與應(yīng)用宇宙中90物質(zhì)處于等離子體態(tài)人類的生存伴隨著水，水存在的環(huán)境是地球文明得以進(jìn)化、發(fā)展的的熱力學(xué)環(huán)境，這種環(huán)境遠(yuǎn)離等離子體物態(tài)普遍存在的狀態(tài)。因而，天然等離子體就只能存在于遠(yuǎn)離人群的地方，以閃電、極光的形式為人們所敬畏、所贊嘆。由地球表面向外，等離子體是幾乎所有可見物質(zhì)的存在形式，大氣外側(cè)的電離層、日地空間的太陽風(fēng)、太陽日冕、太陽內(nèi)部、星際空間、星云及星團(tuán)，毫無例外的都是等離子體。等離子體物理與應(yīng)用宇宙中90物質(zhì)處于等離子體態(tài)地球上，人造的等離子體也越來越多地出現(xiàn)在我們的周圍。日

3、常生活中：日光燈、電弧、等離子體顯示屏、臭氧發(fā)生器典型的工業(yè)應(yīng)用：等離子體刻蝕、鍍膜、表面改性、噴涂、燒結(jié)、冶煉、加熱、有害物處理高技術(shù)應(yīng)用：托卡馬克、慣性約束聚變、氫彈、高功率微波器件、離子源、強(qiáng)流束、飛行器鞘套與尾跡等離子體物理與應(yīng)用等離子體物理學(xué)科發(fā)展簡(jiǎn)史19世紀(jì)30年代起放電管中電離氣體，現(xiàn)象認(rèn)識(shí)建立等離子體物理基本理論框架20世紀(jì)50年代起受控?zé)岷司圩兛臻g技術(shù)等離子體物理成為獨(dú)立的分支學(xué)科20世紀(jì)80年代起氣體放電和電弧技術(shù)發(fā)展應(yīng)用低溫等離子體物理發(fā)展等離子體物理與應(yīng)用等離子體物理研究領(lǐng)域低溫應(yīng)用等離子體高溫聚變等離子體空間和天體等離子體等離子體物理與應(yīng)用等離子體分類冷等離子體TeT

4、i, Ta熱等離子體TeTi, Ta電弧、碘鎢燈極光、日光燈電子溫度100000C1eV聚變、太陽核心高 溫等離子體低 溫等離子體等離子體物理與應(yīng)用在等離子體中引入電場(chǎng)，經(jīng)過一定的時(shí)間.德拜( Debye )屏蔽等離子體特性等離子體物理與應(yīng)用在等離子體中引入電場(chǎng)，經(jīng)過一定的時(shí)間，等離子體中的電子、離子將移動(dòng)，屏蔽電場(chǎng)德拜屏蔽德拜( Debye )屏蔽等離子體特性屏蔽層厚度：德拜長(zhǎng)度 lD特征響應(yīng)時(shí)間：tp lD/vT1/wp等離子體物理與應(yīng)用在等離子體內(nèi)部，正、負(fù)電荷數(shù)幾乎相等準(zhǔn)中性 ne ni 準(zhǔn)中性等離子體特性等離子體物理與應(yīng)用等離子體基本條件空間尺度要求 ：等離子體線度遠(yuǎn)大于德拜長(zhǎng)度lD

5、 tp集合體要求：在德拜球中粒子數(shù)足夠多，具有統(tǒng)計(jì)意義ND ne (4 plD3 /3 ) 1等離子體物理與應(yīng)用非磁化等離子體中波動(dòng)離子聲波：離子運(yùn)動(dòng)，低頻，與普通聲波類似，縱波電子等離子體波：電子運(yùn)動(dòng)，高頻，縱波電磁波：橫波，等離子體可視為介質(zhì)，折射率 n 人一生所需能源 500升海水含10克氘 無環(huán)境污染及長(zhǎng)壽命放 射性廢料等離子體物理與應(yīng)用聚變需要億度高溫聚變等離子體勞遜判據(jù)（Q1）T10keV （1億度）nt 3x1020m-3s等離子體物理與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)聚變的三種途徑聚變等離子體等離子體物理與應(yīng)用托卡馬克裝置( JET )聚變等離子體等離子體物理與應(yīng)用How Fusion Energy

6、is Produced 磁約束聚變研究進(jìn)展聚變等離子體等離子體物理與應(yīng)用美國(guó)Nova激光聚變裝置1985年建成，10路45000焦耳，1納秒2倍頻/3倍頻等離子體物理與應(yīng)用美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火（NIF）激光聚變裝置2003年建成, 192束180萬焦耳，3納秒500TW，近紫外光等離子體物理與應(yīng)用激光聚變電站等離子體物理與應(yīng)用等離子體物理與應(yīng)用神光II、星光II激光聚變裝置等離子體物理與應(yīng)用總 結(jié)等離子體科學(xué)涵蓋了受控?zé)岷司圩?、低溫等離子體物理及應(yīng)用、國(guó)防和高技術(shù)應(yīng)用、天體和空間等離子體物理等分支領(lǐng)域。等離子體科學(xué)在能源、材料、信息、環(huán)保、國(guó)防、微電子、半導(dǎo)體、航空、航天、冶金、生物醫(yī)學(xué)、造紙、化工、紡織、通訊等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。等離子體研究領(lǐng)域?qū)θ祟惷媾R的能源、材料、信息、環(huán)保等許多全局性問題的解決具有重大意義。等離子體物理與應(yīng)用 有一位“哲人”曰： 我經(jīng)常將等離子體人性化，她的許多表現(xiàn)酷似于我們?nèi)祟?，常常不需要牽?qiáng)的聯(lián)想，就可以用我們?nèi)粘５慕?jīng)驗(yàn)，甚至是我們內(nèi)心的感受來理解她的行為等離子體中的兩性： 相互獨(dú)立又相互扶持，平和時(shí)若即若離，逃逸時(shí)則攜手并肩。等離子體中的相互作用