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等离子体的用途

物质原子内的电子在高温下脱离原子核的吸引,使物质呈为正负带电粒子状态。     在日常生活中,我们会遇到各种各样的物质.根据它们的状态,可以分为三大类,即固体、液体和气体.例如钢铁是固体,水是液体,而氧气是气体.任何一种物质,在一定条件下都能在这三种状态之间转变.以水为例,在一个标准大气压下,当温度降到0℃以下时,水开始变成冰.而当温度升到100℃时,水就会沸腾而变成水蒸气.
       如果温度不断升高,气体又会怎样变化呢?科学家告诉我们,这时构成分子的原子发生分裂,形成为独立的原子,如氮分子会分裂成两个氮原子,我们称这种过程为气体分子的离解.如果再进一步升高温度,原子中的电子就会从原子中剥离出来,成为带正电荷的原子核和带负电荷的电子,这个过程称为原子的电离.当这种电离过程频繁发生,使电子和离子的浓度达到一定的数值时,物质的状态也就起了根本的变化,它的性质也变得与气体完全不同.为区别于固体、液体和气体这三种状态,我们称物质的这种状态为物质的第四态,又起名叫等离子态.
         在茫茫无际的宇宙空间里,等离子态是一种普遍存在的状态。宇宙中大部分发光的星球内部温度和压力都很高,这些星球内部的物质差不多都处于等离子态。只有那些昏暗的行星和分散的星际物质里才可以找到固态、液态和气态的物质。
  
    就在我们周围,也经常看到等离子态的物质。在日光灯和霓虹灯的灯管里,在眩目的白炽电弧里,都能找到它的踪迹。另外,在地球周围的电离层里,在美丽的极光、大气中的闪光放电和流星的尾巴里,也能找到奇妙的等离子态。
  
    等离子体有什么用处呢?噢!它的用途非常广泛.从我们的日常生活到工业、农业、环保、军事、宇航、能源、天体等方面,它都有非常重要的应用价值.
  
    一个重要的研究是高温等离子体和受控热核聚变反应:如果用物质中最轻的元素,如氢的同位素氘,形成一个摄氏几千万度的高温等离子体,那么,这些原子核会发生核反应.结果会放出巨大的能量,科学家称它为热核聚变反应.氢弹就是这样一个爆炸性的热核聚变反应.但人类希望有一个慢慢放出能量并可以发电的热核聚变反应,建造一个“人造小太阳”,然而,这个目标至今尚未实现.
  
    另一个重要应用是一些特殊的化学元素形成一个宏观温度并不高,但电子温度可达到摄氏几万度的低温等离子体,这时,物质间会发生特殊的化学反应,因此可用来研制新的材料.如在钻头等工具上涂上一层薄薄的氮化钛来提高工具的强度、制造太阳能电池、在飞机的表面上涂一层专门吸收雷达波的材料可躲避雷达的跟踪(即隐形飞机)……这些被称为等离子体薄膜技术.
  
    另外,还可用等离子体脱掉烟尘中的硫、用等离子体照射种子来提高农作物的产量、研制大屏幕的等离子体电视机、研制等离子体火箭发动机到火星等遥远的宇宙去旅行……等离子体的应用真是举不胜举。
  
    还有,等离子在医学手术治疗方面也受到重视,譬如近年来受大众欢迎的等离子低温消融手术--用来治疗鼻炎,咽炎,打鼾等疾病。 等离子低温消融手术的原理是使电极和组织间形成等离子薄层,层中离子被电场加速,并将能量传递给组织,在低温下(40oC―70oC)打开细胞间分子结合键,使靶组织中的细胞分解为碳水化合物和氧化物造成病变组织液化消融,称为等离子(不是热效应),从而达到靶组织体积减容的效果。

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