中国科学技术大学《电磁学》 第二章稳恒电流 作者:叶邦角 万度甚至更高的温度,则不仅分子或原子的运动十分剧烈,而且原子中的电子也己具有相当大的动能,足以摆脱原子核的 缚成为自由电子,于是原子电离,成为自由电子和正离子。这种部分电离(带电粒子的数量超过千分之一)或完全电离的气 体,就是等离子体。 (3)物质的第四态 从物质聚集态的顺序来说,等离子体居于固体、液体、气体之后,位列第四,所以等离子体又称为物质的第四态。所 谓物质的不同聚集态,从微观上说,就是构成物质的微观粒子排列的有序程度不同。 固体(晶体)中的粒子规则地周期性地排列,远程有序,使固体具有确定的形状和体积。液体分子在小范围内规则排 列,近程有序,使液体具有一定体积且不易压缩,但又易流动或相对移动从而无一定形状。气体分子作无规则热运动,使气 体既无固定形状和体积,又易流动和压缩。 在等离子体中,不仅未被电离的中性分子自由地热运动,而且电离产生的电子和正离子也都自由地热运动,所以等离 子体是有序度最差的聚集态。 物质各种聚集态在一定条件下的转化,就是物质有序度的改变,从固体到液体再到气体和等离子体,有序度逐步被破 坏。有序度对物质的性质有重大影响,区分固体、液体、气体的原因正在于此。把部分或完全电离的气体单独命名为等离子 体,也正是因为等离子体与气体的性质很不相同 (4)等离子体间的力 普通的气体由中性原子、分子组成,其间的相互作用是分子力,这是一种短程相互作用,只在分子相距很近(即碰撞) 时才需要考虑,相距较远即可忽略,由此,在气体不太稠密时主要是二体碰撞,多体碰撞极少。 在等离子体中,中性原子分子之间的作用已退居次要地位,整个系统受带电粒子的运动支配。带电粒子之间的相互作Ё೑⾥ᄺᡔᴃ໻ᄺlj⬉⺕ᄺNJ ㄀Ѡゴ 〇ᘦ⬉⌕ ԰㗙˖৊䙺㾦 4 ϛᑺ⫮㟇᳈催ⱘ⏽ᑺˈ߭ϡҙߚᄤ៪ॳᄤⱘ䖤ࡼक࠻ߚˈ⚜㗠ϨॳᄤЁⱘ⬉ᄤгᏆ݋᳝Ⳍᔧ໻ⱘࡼ㛑ˈ䎇ҹᨚ㜅ॳᄤḌⱘᴳ 㓮៤Ў㞾⬅⬉ᄤˈѢᰃॳᄤ⬉⾏ˈ៤Ў㞾⬅⬉ᄤ੠ℷ⾏ᄤDŽ䖭⾡䚼ߚ⬉ᏺ˄行⬉㉦ᄤⱘ᭄䞣䍙䖛गߚПϔ˅៪ᅠܼ⬉⾏ⱘ⇨ ԧˈህᰃㄝ⾏ᄤԧDŽ ˄3˅⠽䋼ⱘ㄀ಯᗕ Ң⠽䋼㘮䲚ᗕⱘ乎ᑣᴹ䇈ˈㄝ⾏ᄤԧሙѢ೎ԧǃ⎆ԧǃ⇨ԧПৢˈԡ߫㄀ಯˈ᠔ҹㄝ⾏ᄤԧজ⿄Ў⠽䋼ⱘ㄀ಯᗕDŽ᠔ 䇧⠽䋼ⱘϡৠ㘮䲚ᗕˈҢᖂ㾖Ϟ䇈ˈህᰃᵘ៤⠽䋼ⱘᖂ㾖㉦ᄤᥦ߫ⱘ᳝ᑣ⿟ᑺϡৠDŽ ೎ԧ˄᱊ԧ˅Ёⱘ㉦ᄤ㾘߭ഄ਼ᳳᗻഄᥦ߫ˈ䖰⿟᳝ᑣˈՓ೎ԧ݋⹂᳝ᅮⱘᔶ⢊੠ԧ⿃DŽ⎆ԧߚᄤ೼ᇣ㣗ೈݙ㾘߭ᥦ ߫ˈ䖥⿟᳝ᑣˈՓ⎆ԧ݋᳝ϔᅮԧ⿃Ϩϡᯧय़㓽ˈԚজᯧ⌕ࡼ៪Ⳍᇍ⿏ࡼҢ㗠᮴ϔᅮᔶ⢊DŽ⇨ԧߚᄤ԰᮴㾘߭⛁䖤ࡼˈՓ⇨ ԧ᮶᮴೎ᅮᔶ⢊੠ԧ⿃ˈজᯧ⌕ࡼ੠य़㓽DŽ ೼ㄝ⾏ᄤԧЁˈϡҙ᳾㹿⬉⾏ⱘЁᗻߚᄤ㞾⬅ഄ⛁䖤ࡼˈ㗠Ϩ⬉⾏ѻ⫳ⱘ⬉ᄤ੠ℷ⾏ᄤг䛑㞾⬅ഄ⛁䖤ࡼˈ᠔ҹㄝ⾏ ᄤԧᰃ᳝ᑣᑺ᳔Ꮒⱘ㘮䲚ᗕDŽ ⠽䋼৘⾡㘮䲚ᗕ೼ϔᅮᴵӊϟⱘ䕀࣪ˈህᰃ⠽䋼᳝ᑣᑺⱘᬍবˈҢ೎ԧࠄԧ⎆ࠄݡ੠ԧ⇨ㄝ⾏ᄤԧˈ᳝ᑣᑺ䗤ℹ㹿⸈ ണDŽ᳝ᑣᑺᇍ⠽䋼ⱘᗻ䋼᳝䞡໻ᕅડˈऎߚԧ೎ǃ⎆ԧǃ⇨ԧⱘॳ಴ℷ೼ѢℸDŽᡞ䚼ߚ៪ᅠܼ⬉⾏ⱘ⇨ԧऩ⣀ੑৡЎㄝ⾏ᄤ ԧˈгℷᰃ಴Ўㄝ⾏ᄤԧϢ⇨ԧⱘᗻ䋼ᕜϡⳌৠDŽ ˄4˅ㄝ⾏ᄤԧ䯈ⱘ࡯ ᱂䗮ⱘ⇨ԧ⬅Ёᗻॳᄤǃߚᄤ㒘៤ˈ݊䯈ⱘⳌѦ԰⫼ᰃߚᄤ࡯ˈ䖭ᰃϔ⾡ⷁ⿟ⳌѦ԰⫼ˈা೼ߚᄤⳌ䎱ᕜ䖥˄े⺄ᩲ˅ ᯊᠡ䳔㽕㗗㰥ˈⳌ䎱䕗䖰ेৃᗑ⬹ˈ⬅ℸˈ೼⇨ԧϡ໾⿴ᆚᯊЏ㽕ᰃѠԧ⺄ᩲˈ໮ԧ⺄ᩲᵕᇥDŽ ೼ㄝ⾏ᄤԧЁˈЁᗻॳᄤߚᄤП䯈ⱘ԰⫼Ꮖ䗔ሙ⃵㽕ഄԡˈᭈϾ㋏㒳ফᏺ⬉㉦ᄤⱘ䖤ࡼᬃ䜡DŽᏺ⬉㉦ᄤП䯈ⱘⳌѦ԰