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等离子体的性质

由大量带电粒子组成的非束缚态宏观体系

等离子体是由大量带电粒子组成的非束缚态宏观体系，它包含自由电子、自由离子，也可能存在中性粒子；是物质三种形态固体、液体、气体之后的第四种物质形态，广泛存在于自然界中。任何不带电的普通气体在受到外界高能作用后，部分原子中电子吸收的能量超过原子电离能后脱离原子核的束缚而成为自由电子；同时原子因失去电子而成为带正电的离子。这样原来中性气体因电离将转化成有大量自由电子、正电离子和部分中性原子组成与原气体具有不同性质的物质，这种物质就称为等离子体。但并非所有的自由电子、正电离子和部分中性原子组成的物质都是等离子体，只有具有足够高的电离度的电离气体才具有等离子体的性质，才能成为等离子体。可以这样说，等离子体是带电的，具有“电性”；而普通气体是不带电的，具有“中性”。当体系中的“电性”比“中性”更重要时，这一体系可以称为等离子体。

等离子体的一般特性有：
（1）准电中性 由于高度电离，破坏电中性的任何扰动都会导致该区域强电场的出现，从而使得电中性得以恢复。也就是说，等离子体内电荷分布偏离的空间与时间尺度都很小。
（2）强导电性 由于存在很多自由电子和各种荷电离子，等离子体的电导率很高。
（3）与磁场发生相互作用 它是指大量带电粒子在自己产生的电场中运动的行为，也就是等离子体内的各种波动过程
等离子体是带电粒子和中性粒子组成的表现集体行为的一种准中性气体。不是任何电离的气体都能称做等离子体；任何气体中总会存在某些小电离度。
等离子体必须满足三个条件：
（1）λD＜＜L
（2）ND＞＞1
（3）ωτ＞1
其中：λD是德拜长度，L是系统尺寸，
ND是德拜球中的粒子数，
ω是等离子体振荡频率，τ是带电粒子与中性原子碰撞平均时间。
三个条件分别说了三件事：
（1） 等离子体行为有一个基本特性：能屏蔽掉作用于它上面的电势能力，即德拜屏蔽。
德拜长度即这个屏蔽层的厚度。因此需要气体足够稠密，以致λD远小于L；
德拜屏蔽效应是指等离子体有一种消除内部静电场的趋势，这种效应是带电粒子通过改变其空间位置的组合而产生的
（2） 德拜球中间的粒子数要大于1,通常等离子体应该是远大于1的。
（3） 在等离子体中电磁力占据主要作用。
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