等离子体物理（什么是等离子体物理）

本文目录

• 什么是等离子体物理
• 等离子体物理研究方向 及就业前景
• 什么是等离子体
• 等离子体简介
• 等离子体物理的研究方法
• 等离子体是什么意思
• 等离子体物理专业大学排名
• 等离子体物理研究生就业前景

什么是等离子体物理

等离子体物理是研究等离子体的形成及其各种性质和运动规律的学科。其应用前景目前集中在轻核聚变方面，即利用磁约束等离子体进行持续的核聚变反应。等离子体物理是研究等离子体的形成及其各种性质和运动规律的学科。宇宙间的大部分物质处于等离子体状态。例如：太阳中心区的温度超过一千万度，太阳中的绝大部分物质处于等离子体状态。地球高空的电离层也处于等离子体状态------------------------优普莱等离子体专业从事等离子体研发。

等离子体物理研究方向 及就业前景

等离子体物理专业主要研究方向为：等离子体设备与工艺自动控制技术、材料改性及新材料研究、激光与物质作用、空间等离子体物理。 目前主要围绕与等离子体物理及工程研究密切相关的应用领域开展工作：等离子体新功能电源、计算机自动控制与数据采集处理；等离子体电解材料表面陶瓷化、磁控溅射功能膜制备、生物医用材料表面改性、新功能材料研究；利用激光击穿光谱检测污水中重金属成分和燃烧烟气中重金属成分、利用差分光谱法检测其它大气有害物质的含量；电离层电波传播理论、电离层无线电探测与诊断、改进电离层数字测高仪、电离层垂直探测新观测模式。 主要还是在科研院所工作

什么是等离子体

等离子体就是被激发电离气体,达到一定的电离度(》10-4),气体处于导电状态,这种状态的电离气体就表现出集体行为,即电离气体中每一带电粒子的运动都会影响到其周围带电粒子,同时也受到其他带电粒子的约束.由于电离气体整体行为表现出电中性,也就是电离气体内正负电荷数相等,称这种气体状态为等离子体态.由于它的独特行为与固态、液态、气态都截然不同,所以称为物质第四态.总之,等离子体是由大量自由电子和离子及少量未电离的气体分子和原子组成,且在整体上表现为近似于电中性的电离气体.等离子体具有德拜(Debye)屏蔽和准中性的特性.德拜屏蔽是指在等离子体中引入电场,经过一定时间,等离子体中的电子、离子将移动,屏蔽电场的现象；准中性是指在等离子体内部,正、负电荷数几乎相等的现象.等离子体存在的基本条件有三个： 一是空间尺度要求,即等离子体线度远大于德拜长度；二是时间尺度要求,即等离子体碰撞时间、存在时间远大于特征响应时间；三是集合体要求,即在德拜球中粒子数足够多,具有统计意义. 等离子体从来源上可分为人工等离子体和自然界的天然等离子体两类；按物态可分为气体等离子体、液体等离子体和固体等离子体三类；按温度可分为高温等离子体和低温等离子体两类.其中高温等离子体中的粒子温度高达上千万乃至上亿度,这是为了使粒子有足够的能量相碰撞,达到核聚变反应；低温等离子体中的粒子温度也达上千乃至数万度,可使分子、原子离解、电离、化合等.因此,低温等离子体温度并不低,所谓低温,仅是相对高温等离子体的高温而言的.高温等离子体主要应用于能源领域的可控核聚变；低温等离子体则应用于科学技术和工业的许多领域.制备纳米材料的等离子体通常为低温等离子体,最高温度可达100000 K数量级,通常由气体放电产生.根据纳米材料形成过程中有无化学反应发生,纳米材料的制备可分为等离子体物理法和等离子体化学法两种.前者主要用于纯物质纳米材料的制备；后者主要用于化合物类纳米材料的制备.

等离子体简介

★【等离子体】是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它是除去固、液、气外，物质存在的第四态。等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间，空间物理，地球物理等科学的进一步发展提新的技术和工艺。★看似“神秘”的等离子体，其实是宇宙中一种常见的物质，在太阳、恒星、闪电中都存在等离子体，它占了整个宇宙的99%。现在人们已经掌握利用电场和磁场产生来控制等离子体。例如焊工们用高温等离子体焊接金属。★等离子体可分为两种:高温和低温等离子体。以上提到的是高温等离子体。现在低温等离子体广泛运用于多种生产领域。例如:等离子电视，婴儿尿布表面防水涂层，增加啤酒瓶阻隔性。更重要的是在电脑芯片中的蚀刻运用，让网络时代成为现实。★高温等离子体只有在温度足够高时发生的。太阳和恒星不断地发出这种等离子体，组成了宇宙的99%。低温等离子体是在常温下发生的等离子体(虽然电子的温度很高)。低温等离子体体可以被用于氧化、变性等表面处理或者在有机物和无机物上进行沉淀涂层处理。★等离子体是物质的第四态，即电离了的“气体”，它呈现出高度激发的不稳定态，其中包括离子(具有不同符号和电荷)、电子、原子和分子。其实，人们对等离子体现象并不生疏。在自然界里，炽热烁烁的火焰、光辉夺目的闪电、以及绚烂壮丽的极光等都是等离子体作用的结果。对于整个宇宙来讲，几乎99.9%以上的物质都是以等离子体态存在的，如恒星和行星际空间等都是由等离子体组成的。用人工方法，如核聚变、核裂变、辉光放电及各种放电都可产生等离子体。分子或原子的内部结构主要由电子和原子核组成。在通常情况下，即上述物质前三种形态，电子与核之间的关系比较固定，即电子以不同的能级存在于核场的周围，其势能或动能不大。

等离子体物理的研究方法

等离子体物理学已发展成为物理学的一个内容丰富的新兴分支。由于等离子体种类繁多、现象复杂、而且应用广泛，对这一物质状态的研究，正方兴未艾，从实验、理论、数值计算三个方面，互相结合，向深度和广度发展。(1) 实验研究　用实验方法研究等离子体有如下特点。对于天然的等离子体，即天体、空间和地球大气中出现的等离子体，人们不可能用地面上实验室中的一般方法主动地调节实验条件或加以控制，而主要只能通过各种日益增多的天文和空间观测手段,如光学、射电、X射线以及现代的高空飞行器和人造卫星──“空间实验室”，来接收它们所发射的各种辐射（包括各种粒子）。根据大量的观测结果，并在天体物理学和空间物理学的认识基础上，依靠已建立的等离子体物理理论和已有的各项基本实验数据，进行分析和综合，方能深入地认识这些天然等离子体的现象、本质、结构、运动和演化的规律。要研究或利用各种人造的等离子体，必须先把它们制造出来；而要制造任何一种新的等离子体或者扩展它的性能参量，又往往必须对它先有一定的认识。由此可见，对于人造等离子体，只能采取边制造边研究，研究和制造循环结合、逐步前进的办法。例如，受控核聚变等离子体的研究，就是通过一代又一代的实验装置，来产生具有特定性能的等离子体，逐步提高它们的温度和约束程度。而每一代装置的设计，又必须在已有等离子体实验的基础上，通过理论方面的外推和定量演算，加以确定。特别是较大类型装置的建造，必须立足于各项经过试验的、成熟的工程技术，辅之以必需和能够及时开发出来的单项新技术，例如强流电子束和离子束技术。装置建成后，实验的第一步是使用各种仪器手段，对装置中产生的等离子体进行测量；测量数据要按照已有的理论进行处理，以得出装置中等离子体具体形成过程和现象细节性质的定性和定量的结果，这些就是等离子体诊断学的内容。对实验条件的调节和控制也必需有测量诊断的结果作为依据，然后方可接上现代的信息和控制技术，构成闭环的操作，从而推进实验研究。实验结果要同参量条件相对应的理论分析进行对比校验，以判定实验及理论的前进方向。等离子体实验的因素复杂多变，难度大，精确度不高，而理论描述又远未完善；实验中意料之外的结果常会出现，而成为理论创新的前导。(2) 理论描述　包括近似方法和统计方法。粒子轨道理论和磁流体力学都属于近似方法。粒子轨道理论是把等离子体看成由大量独立的带电粒子组成的集体,只讨论单个粒子在外加电磁场中的运动特性,而略去粒子间的相互作用，也就是近似地求解粒子的运动方程。这种理论只适用于研究稀薄等离子体。在一定条件下的稠密等离子体，通过每种粒子轨道的确定，也可对等离子体运动作适当的描写，也能提供稠密等离子体的某些性质。不过，由于稠密等离子体具有很强的集体效应，粒子间耦合得很紧，因此这种理论的局限性很大。磁流体力学不讨论单个粒子的运动，而是把等离子体当作导电的连续媒质来处理，在流体力学方程中加上电磁作用项,再和麦克斯韦方程组联立,就构成磁流体力学方程组，这是等离子体的宏观理论。它适用于研究稠密等离子体的宏观性质如平衡、宏观稳定性等问题，也适用于研究冷等离子体中的波动问题。然而，由于它不考虑粒子的速度空间分布函数，因此，它无法揭示出波粒相互作用和微观不稳定性等一系列细致和重要的性质。等离子体按其本性是一个含有大量带电粒子的多粒子体系，所以严格的处理方法就是统计方法，即求出粒子分布函数随时间的演化过程。这种理论就是等离子体动力论，也称为等离子体的微观理论。对于波动和微观不稳定性，动力论采用符拉索夫方程来研究。对于弛豫过程和输运问题，动力论采用福克-普朗克方程。微观理论可以得到宏观理论所得不到的许多知识。例如在波动问题方面，只有动力论才能导出朗道阻尼。至于微观不稳定性，主要讨论速度空间中偏离平衡态所引起的不稳定性，这类问题是宏观理论无法研究的。从动力论方程出发，可以导出磁流体力学的连续方程、动量方程和能量方程。(3) 数值计算　现有的理论描述中，磁流体力学、符拉索夫方程、福克-普朗克方程都是非线性偏微分方程,包含很多参量，为了求出解析解，物理模型往往过分简化以至无法精确和全面地包罗各种效应，因此数值计算在等离子体研究中的作用越来越大。另外，由于高温等离子体的实验和诊断都较难进行,所以自70年代以来,发展了一种数值实验的方法。就是在大容量的计算机上，用大量粒子来模拟等离子体的运动，以研究它的宏观和微观不稳定性等问题。这已成为一种有力的研究方法。

等离子体是什么意思

等离子体是什么意思

等离子体是物理学科中的用语，其又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，尺度大于德拜长度的宏观电中性电离气体，其运动主要受电磁力支配，并表现出显著的集体行为。

它常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。等离子体还是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间、空间物理、地球物理等科学的进一步发展提供了新的技术和工艺。

等离子体是不同于固体、液体和气体的物质第四态。物质由分子构成，分子由原子构成，原子由带正电的原子核和围绕它的、带负电的电子构成。

当被加热到足够高的温度或其他原因，外层电子摆脱原子核的束缚成为自由电子，就像下课后的学生跑到操场上随意玩耍一样。电子离开原子核，这个过程就叫做“电离”。这时，物质就变成了由带正电的原子核和带负电的电子组成的、一团均匀的“浆糊”，因此人们戏称它为离子浆，这些离子浆中正负电荷总量相等，因此它是近似电中性的，所以就叫等离子体。

等离子体物理专业大学排名

等离子体物理学是物理学的一个分支，研究的是等离子体的性质和行为。等离子体是由带电离子和自由电子组成的气体形态，它在自然界中广泛存在，比如太阳上的日冕、闪电、气体放电等。

目前，在中国，等离子体物理学的研究已经取得了一定的成果。下面是国内等离子体物理专业大学的排名：

1. 中国科学技术大学

中国科学技术大学被誉为“中国的理工科全国第一名校”，等离子体物理专业在国内首屈一指。学校设有等离子体物理中心，开设等离子体物理科学与技术专业。学生在学习过程中，除了掌握基础理论知识外，还可以参与国内外的等离子体物理实验研究。

2. 中国科学院大学

中国科学院大学的等离子体物理专业非常优秀，学校设有等离子体物理研究所，开设等离子体物理科学与技术专业。学生在学习中，可以接触到最前沿的等离子体物理研究成果，同时还可以参与到教授的研究项目中。

3. 北京大学

北京大学的等离子体物理专业也非常优秀，学校设有等离子体物理研究中心，开设等离子体物理科学与技术专业。学校的师资力量雄厚，学生可以接触到最前沿的研究成果。

4. 清华大学

清华大学的等离子体物理专业也非常优秀，学校设有等离子体物理研究中心，开设等离子体物理科学与技术专业。学校的实验室设备先进，学生可以接触到最前沿的实验技术。

5. 海南大学

海南大学是中国南海岛屿上唯一的一所综合性大学，学校的等离子体物理专业位列中国大学排名前50名。学校的等离子体物理实验室设备齐全，提供了良好的实验环境和机会。

总之，等离子体物理专业是研究科学和技术的重要领域，只有掌握了基础知识和最前沿的研究成果，学生才能在这个领域里具有竞争力。以上列出的大学都是等离子体物理专业的优等生，值得学生们的重点考虑。

等离子体物理研究生就业前景

等离子体物理是研究等离子体的形成及其各种性质和运动规律的学科。其应用前景目前集中在轻核聚变方面，即利用磁约束等离子体进行持续的核聚变反应。自20世纪20年代特别是50年代以来，等离子体物理学已发展成为物理学的一个十分活跃的分支。在实验上，已经建成了包括一批聚变实验装置在内的很多装置，发射了不少科学卫星和空间实验室，从而取得大量的实验数据和观测资料。在理论上，利用粒子轨道理论、磁流体力学和动力论已经阐明等离子体的很多性质和运动规律，还发展了数值实验方法。半个多世纪来的巨大成就，使人们对等离子体的认识大大深化；但是一些已提出多年的问题，特别是一些非线性问题如反常输运等尚未得到完善解决，而对天体和空间的观测的进一步开展，以及受控热核聚变和低温等离子体应用研究的发展，又必定会带来更多新的问题。今后一个相当长的时期内，等离子体物理学将继续取得多方面的进展。-----优普莱等离子体专业从事等离子体研发！