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第4楼2008/05/28
等离子体(plasma)一词首先由朗缪尔(Langmuir)在1929年提出。目前泛指电离的气体。等离子体与一般气体不同,他不仅含有中性原子和分子,而且含有大量的电子和离子,因而是电的良导体。因其中正电荷和负电荷相等,从整体来看是电中性的,故称等离子体。光谱分析常说的等离子体是指电离度较高的气体,其电离度约在0.1%以上。普通的化学火焰电离度很低,一般不能称为等离子体。
等离子体按其温度可分为高温等离子体和低温等离子体两大类。当温度达到106-108的范围时,气体中所有分子和原子完全理解和电离。称为高温等离子体。当温度低于105时,气体仅部分电离,成为低温等离子体。作为光谱分析的ICP放电所产生的等离子体是属于低温等离子体,其最高温度不超过104K,电离度约为0.1%。
在实际应用中又把低温等离子体分为热等离子体和冷等离子体。当气体在大气压力下放电,粒子(原子和分子)密度较大,电子的自由行程较短,电子和重粒子之间频繁碰撞,电子从电场获得的动能较快地传递给重粒子。这种情况下各种粒子(电子,正离子,原子和分子)的热运动动能趋于相近,整个体系接近或达到热力学平衡状态,气体温度和电子温度比较接近或相等,郑重等离子体成为热等离子体。作为光谱分析光源的直流等离子体喷焰,ICP放电都是热等离子体,是在大气压力下产生的。如果放电在低气压下进行,电子密度较低,则电子和重粒子之间的碰撞机会少,电子从电场中得到的动能不易与重粒子交换,他们之间的动能相差较大,放电中气体的温度远低于电子温度,这样的等离子体处于非热力学平衡状态,或者处于非局部热力学平衡状态,叫做冷等离子体。作为光谱分析光源的辉光放电灯和空心阴极管光源等,都是冷等离子体。