等离子体物理学106页PPT
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气体等离子体分解PPT课件
高压触发时间不要太长，一般可在数秒内，但可以重复多次，直至放 电管启辉放电。
放电管在放电前，要把“显示开关”置于“电流显示”挡，然后才能 进行触发。
在测量时，如果发现探针处发红光，说明探针正在烧毁，应立即关掉 电源。
探针电流不宜过大，以免损坏仪器。
组合仪必须在看懂使用说明书后才可连线和操作。一定要按照操作 规程操作，不可乱动旋钮。
第22页/共24页
谢谢大家
第23页/共24页
感谢您的观看。
第24页/共24页
由地球表面向外，等离子体是几乎所有可见物质的存 在形式，大气外侧的电离层、日地空间的太阳风、太 阳日冕、太阳内部、星际空间、星云及星团，毫无例 外的都是等离子体。
第8页/共24页
认识等离子体
宇宙中90％物质处于等离子体 态
地球上，人造的等离子体也越来越多地出现在我 们的周围。
– 日常生活中：日光灯、电弧、等离子体显示屏、臭 氧发生器
太阳核心 闪电
气体 液体 固体
北极光
火焰
人类居住环境
第10页/密共24度页 (cm-3)
等离子体概念
认识等离子体
• 由大量的带电粒子组成的非束缚态的宏观体 系
• 非束缚性：异类带电粒子之间相互“自由”，等 离子体的基本粒子元是带正负电荷的粒子（电子、 离子），而不是其结合体。
• 粒子与电磁场的不可分割性：等离子体中粒子的 运动与电磁场的运动紧密耦合，不可分割。
在等离子体中引入电场，经过一定的时间，等离子体中的 电子、离子将移动，屏蔽探针电场——德拜屏蔽
第17页/共24页
准中性 ＋
等离子体诊断
－
在等离子体内部，正、负电荷数几乎相等——准中 性
ne ni
放电管在放电前，要把“显示开关”置于“电流显示”挡，然后才能 进行触发。
在测量时，如果发现探针处发红光，说明探针正在烧毁，应立即关掉 电源。
探针电流不宜过大，以免损坏仪器。
组合仪必须在看懂使用说明书后才可连线和操作。一定要按照操作 规程操作，不可乱动旋钮。
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谢谢大家
第23页/共24页
感谢您的观看。
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由地球表面向外，等离子体是几乎所有可见物质的存 在形式，大气外侧的电离层、日地空间的太阳风、太 阳日冕、太阳内部、星际空间、星云及星团，毫无例 外的都是等离子体。
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认识等离子体
宇宙中90％物质处于等离子体 态
地球上，人造的等离子体也越来越多地出现在我 们的周围。
– 日常生活中：日光灯、电弧、等离子体显示屏、臭 氧发生器
太阳核心 闪电
气体 液体 固体
北极光
火焰
人类居住环境
第10页/密共24度页 (cm-3)
等离子体概念
认识等离子体
• 由大量的带电粒子组成的非束缚态的宏观体 系
• 非束缚性：异类带电粒子之间相互“自由”，等 离子体的基本粒子元是带正负电荷的粒子（电子、 离子），而不是其结合体。
• 粒子与电磁场的不可分割性：等离子体中粒子的 运动与电磁场的运动紧密耦合，不可分割。
在等离子体中引入电场，经过一定的时间，等离子体中的 电子、离子将移动，屏蔽探针电场——德拜屏蔽
第17页/共24页
准中性 ＋
等离子体诊断
－
在等离子体内部，正、负电荷数几乎相等——准中 性
ne ni
【VIP专享】等离子体-第一部分
6、热等离子体中的化学过程及研究方法 7、当前等离子体的研究热点 8、等离子体的几种工业应用
学习方法： 1、加强大学物理和物理化学的知识 2、仔细作好课堂笔记，完成规定作业 3、大量阅读参考书和科技文献
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【精品】PPT课件 等离子体物理学PPT文档15页
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
【精品】PPT课件 等离子体 物பைடு நூலகம்学
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
谢谢！
15、机会是不守纪律的。——雨果
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
【精品】PPT课件 等离子体 物பைடு நூலகம்学
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
谢谢！
04等离子体简介PPT课件
磁粘滞、扩散系数、 电阻率、耗散率
由等离子体运动以及等离子体的电阻特性
确定磁场的位形
42
电磁学：面电荷区产生电场，
运动方程：
x=0
32
简谐振荡方程：
• 等离子体的本征振荡，同德拜屏蔽现象一样是等离子体 集体行为的表现之一
• 等离子体振荡与等离子体响应时间的关系：互为倒数 等离子体振荡与得拜屏蔽同是等离子体
对外加扰动的“第一”响应
33
34
§3.3 磁流体力学
等离子体的四种描述/研究方法 （经典、非相对论体系） 1.单粒子轨道理论（最简单、最基本的描述方法） 2. PIC数值模拟方法 particle in cells
27
3、等离子体响应时间： 静态等离子体的德拜长度，主要取决于低温成分的德 拜长度。在较快的过程中，离子不能响应其变化，在 鞘层内不能随时达到热平衡的玻尔兹曼分布，只起到 常数本底作用，此时等离子体的德拜长度只由电子成 份决定。 等离子体的响应时间： 1)、建立德拜屏蔽所需要的时间 2)、等离子体对外加电荷扰动的响应时间 3)、电子以平均的热速度跨越鞘层空间所
的区域，可将玻尔兹曼分布作泰勒展开，并取线性项，
23
可得新的泊松方程：
分别定义等离子体、电子和离子的德拜长度Leabharlann ，则可求得德拜势24
德拜电势示意图
德拜屏蔽是两个过程竞争 的结果:
1、捕获与约束 2、逃逸与屏蔽 (反抗约束)由自由 能与捕获能平衡决定!
德拜长度:
1、随数密度增加而减小，即更 小范围内便可获得足够多的屏 蔽用的粒子
电子平均自由程集体现象的特征尺度。 等离子体波的振荡和波的性质被充分显示出来
4
§3.1 天体磁场的普遍性
拥有强大能量的“等离子体”科普PPT
”非常非常热的“射频等离子体
利用等离子体的高温，可以加工地球上几乎所以的材料。 ▪等离子“球化”加工后的粉末
我们为什么需要这些“小球”呢？
分享完毕， 感谢聆听！
是的，火焰中也有等离子态。例 如：当我们点燃蜡烛时，固体的 蜡烛就会先融化成液体，然后被 吸入灯芯，在顶端被加热成气体。 这些气体在遇到空气中的氧气时 就会发生化学反应，产生水和二 氧化碳等物质，并且放出大量的 热能和光能。这些热能和光能就 会使周围的空气被激发和电离， 从而形成了等离子态的火焰。
耀眼的电焊
神秘的火焰
我们知道了物质有四种形态：固 体、液体、气体和等离子态。你 有没有想过，火焰到底属于哪一 种呢？它看起来像液体，流动自 如，但是又没有固定的体积和形 状；它也像气体，可以随风飘散， 但是又有明显的颜色和温度；它 更像固体，可以燃烧和发光，但 是又不能触摸和抓住。火焰究竟 是什么呢？
点燃的蜡烛
拥有强大能量的 “等离子体”
目录
1. 等离子体是什么 2. 身边的等离子体 3. 等离子体的分类 4. 等离子体技术和应用
PLASMA
1.究竟什么是 “等离子体”
电影《流浪地球》里的“等离子体-地球发动机”
人类修建了1.2万台 等离子体-地球发动机， 以岩石中的硅等元素为 燃料，成功推动地球逃 出了太阳系。
PLASMA
3.“等离子体” 如何分类
按照“类型”分类
1
天体 等离子体
2
空间 等离子体
3
人造 等离子体
按照“温度”分类
1
高于1000C
高温等离子体 （聚变等离子体）
低于1000CC
低温等离子体 （热等离子体）
2
低温等离子体 （冷等离子体）
等离子体显示ppt课件
R
电源
阴
阳
极
极
10
等离子体显示原理
• 所谓等离子体显示板（plasma display panel，PDP），即 利用气体放电发光进行显示的平面显示板，可以看成是由 大量小型并排构成的。
• 日光灯: 水银蒸汽，气体放电，紫外线，荧光粉
• 所谓等离子体（plasma），是指正负电荷共存，处于电 中性的放电气体的状态。稀薄气体放电的正光柱部分，即 处于等离子体状态。
• DC型PDP的电极不加保护层，而是直接暴露在放电空间中， 放电电流为直流（direct current，DC）。为防止电极磨 损、提高寿命，要通过电阻限制放电电流，而且封入气体 的压力也较高。
DC型和AC型PDP中气体放电的区别
AC型PDP:离子向电极入射时，先与介电质层表面积蓄的电 荷发生复合，失去部分能量后，以较低的能量轰击介电质 层的表面;
产生放电。
R
电源
阴
阳
极
极
9
气体中的带电粒子，在电场加速下获得足够高的速度 （动能）,再与中性气体原子碰撞，使其释放出另一 个电子，失去一个电子的气体原子形成带正电的离子。 离子带正电后受阴极的吸引，而与电子的运动方向相 反,也会与电子一样获得加速运动。最后撞击阴极， 使其发射电子。这样气体中产生大量带电粒子，形成 电流，即气体放电。
DC型PDP:较高能量的离子直接碰撞作为阴极的电极表面， 离子所带的能量全部释放在阴极中，结果离子对阴极表面 产生溅射作用，并造成很大损伤。
16
17
18
放电胞发光机理
• 放电胞发光机理：在2块玻璃基板上分别形成相 互正交的电极，通过在其上施加电压或定时控制 使放电胞放电，产生等离子体发光，见图3－3。 其中行电极为扫描电极，在PDP的横向施加电压； 列电极为信号电极，在PDP的纵向施加电压
基础空间等离子体物理学-上册
因此中性碰撞频率中性原子或分子的横截面圆柱内的中性粒子数和带电粒子的平均速度成正比分子的横截面积可以近似为类似地可以把带电粒子与中性粒子两次碰撞之间能传播的距离定义为平均自由程长度在该定义中采用粒子的平均速度代替粒子本身的实际速度的原因是碰撞是不可预料的并且它只是在定义平均碰撞频率和平均自由程长度时才有意义
ne Zi ni ....................(2)
其中 ne 和 ni 是电子和离子的数密度，Zi 是离子电荷数。该条件 只有在Debye长度之外的区域才满足。为了使稳态等离子体维 持准电中性，每个体积元内的正、负电荷数必须相等，这样 的体积元必须足够大以便包含足够多的粒子，但又必须足够 小以便小于宏观参量变化的特征长度（或系统的特征长度， 或系统的物理尺度 ）。在每个体积元内粒子的微观空间电荷 场必须互相抵消以便保持宏观电中性。
D
0 kBTe
e n0
2
.........................(1)
图1 Debye势和Coulomb势的比较
当 r D 时，电势简化为简单的Coulomb势；当 r D 时,电势 指数下降，点电荷周围的电势被有效地屏蔽，称为Debye屏蔽 (Debye shielding)。可见，Debye长度是等离子体中一个试验 电荷作用范围的量度，短程静电势是由等离子体的动理学性 质确定的。图1表示Debye势和Coulomb势的比较。 *等离子体的电中性 等离子体在宏观上是电中性的，满足电中性条件：
《计算等离子体物理》：它是从一定的物理模型出发，用计算 机作数值计算或模拟，以揭示等离子体的某些性质和运动规 律，是计算物理的一个重要分支。由于等离子体是自由度十 分巨大的体系，物理现象极为丰富又极为复杂，计算等离子 体物理显得愈来愈重要。相应于等离子体的磁流体描述、统 计描述和粒子轨道描述，计算等离子体物理大体分为磁流体 研究、动理学研究和粒子模拟三个方面。磁流体研究和动理 学研究分别在三维坐标空间和六维相空间（坐标与速度）对 等离子体作连续介质描述，它们分别对磁流体方程组和 Vlasov-Maxwell方程组求数值解。而粒子模拟则是跟踪每一 个粒子在外加电磁场和自己产生的自洽电磁场中的轨道运动， 研究粒子系和自洽波场之间的共振相互作用及其非线性的时 间演化过程。 ●等离子体物理的几个基本参数： * 德拜屏蔽(Debye shielding)和德拜长度(Debye length) 一个电荷为 q 的粒子在距离为 r 处的静电库仑势(Coulomb potential)为 C q /(4 0r) 。
ne Zi ni ....................(2)
其中 ne 和 ni 是电子和离子的数密度，Zi 是离子电荷数。该条件 只有在Debye长度之外的区域才满足。为了使稳态等离子体维 持准电中性，每个体积元内的正、负电荷数必须相等，这样 的体积元必须足够大以便包含足够多的粒子，但又必须足够 小以便小于宏观参量变化的特征长度（或系统的特征长度， 或系统的物理尺度 ）。在每个体积元内粒子的微观空间电荷 场必须互相抵消以便保持宏观电中性。
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图1 Debye势和Coulomb势的比较
当 r D 时，电势简化为简单的Coulomb势；当 r D 时,电势 指数下降，点电荷周围的电势被有效地屏蔽，称为Debye屏蔽 (Debye shielding)。可见，Debye长度是等离子体中一个试验 电荷作用范围的量度，短程静电势是由等离子体的动理学性 质确定的。图1表示Debye势和Coulomb势的比较。 *等离子体的电中性 等离子体在宏观上是电中性的，满足电中性条件：
《计算等离子体物理》：它是从一定的物理模型出发，用计算 机作数值计算或模拟，以揭示等离子体的某些性质和运动规 律，是计算物理的一个重要分支。由于等离子体是自由度十 分巨大的体系，物理现象极为丰富又极为复杂，计算等离子 体物理显得愈来愈重要。相应于等离子体的磁流体描述、统 计描述和粒子轨道描述，计算等离子体物理大体分为磁流体 研究、动理学研究和粒子模拟三个方面。磁流体研究和动理 学研究分别在三维坐标空间和六维相空间（坐标与速度）对 等离子体作连续介质描述，它们分别对磁流体方程组和 Vlasov-Maxwell方程组求数值解。而粒子模拟则是跟踪每一 个粒子在外加电磁场和自己产生的自洽电磁场中的轨道运动， 研究粒子系和自洽波场之间的共振相互作用及其非线性的时 间演化过程。 ●等离子体物理的几个基本参数： * 德拜屏蔽(Debye shielding)和德拜长度(Debye length) 一个电荷为 q 的粒子在距离为 r 处的静电库仑势(Coulomb potential)为 C q /(4 0r) 。
等离子体物理学
利用等离子体对光的吸收、发 射和散射等特性，通过光学测 量手段获取等离子体信息。
光学诊断技术
包括激光诱导荧光、光谱分析 、干涉测量等多种光学诊断技 术，可实现对等离子体密度、 温度、流速等参数的测量。
光学系统与设备
构建适用于等离子体环境的光 学系统和设备，如激光器、光 谱仪、高速相机等。
光学法
光学法原理
场和密度密切相关。这种波动在等离子体加热、粒子加速和磁约束聚变
等领域有重要应用。
等离子体产生条件与分类
等离子体产生条件
等离子体的产生需要满足一定的条件，如高温、高压、强电场或强磁场等。这些条件可 以使原子或分子中的电子获得足够的能量，从而摆脱原子核的束缚成为自由电子，形成
等离子体。
等离子体分类
根据等离子体的产生方式和性质，可以将其分为高温等离子体、低温等离子体、非热平 衡等离子体等。其中，高温等离子体主要存在于恒星内部、核聚变反应等高温环境中； 低温等离子体则是在较低的温度和压力下产生的，如气体放电、激光照射等；非热平衡
80%
波动法原理
通过向等离子体中引入扰动并观 察其传播和衰减特性，从而推断 等离子体的性质。
100%
波动类型
包括电磁波、声波等多种波动类 型，不同类型的波动对应不同的 等离子体诊断应用。
80%
波动测量技术
利用天线、激光器等设备产生和 检测波动信号，对信号进行分析 和处理以获取等离子体信息。
波动法
80%
生物医学
等离子体具有杀菌、消毒、促 进伤口愈合等生物效应，可用 于医疗器械消毒、皮肤疾病治 疗等领域。同时，等离子体还 可用于生物样本的固定和处理 等生物医学研究领域。
04
等离子体波动现象与稳定性分析
光学诊断技术
包括激光诱导荧光、光谱分析 、干涉测量等多种光学诊断技 术，可实现对等离子体密度、 温度、流速等参数的测量。
光学系统与设备
构建适用于等离子体环境的光 学系统和设备，如激光器、光 谱仪、高速相机等。
光学法
光学法原理
场和密度密切相关。这种波动在等离子体加热、粒子加速和磁约束聚变
等领域有重要应用。
等离子体产生条件与分类
等离子体产生条件
等离子体的产生需要满足一定的条件，如高温、高压、强电场或强磁场等。这些条件可 以使原子或分子中的电子获得足够的能量，从而摆脱原子核的束缚成为自由电子，形成
等离子体。
等离子体分类
根据等离子体的产生方式和性质，可以将其分为高温等离子体、低温等离子体、非热平 衡等离子体等。其中，高温等离子体主要存在于恒星内部、核聚变反应等高温环境中； 低温等离子体则是在较低的温度和压力下产生的，如气体放电、激光照射等；非热平衡
80%
波动法原理
通过向等离子体中引入扰动并观 察其传播和衰减特性，从而推断 等离子体的性质。
100%
波动类型
包括电磁波、声波等多种波动类 型，不同类型的波动对应不同的 等离子体诊断应用。
80%
波动测量技术
利用天线、激光器等设备产生和 检测波动信号，对信号进行分析 和处理以获取等离子体信息。
波动法
80%
生物医学
等离子体具有杀菌、消毒、促 进伤口愈合等生物效应，可用 于医疗器械消毒、皮肤疾病治 疗等领域。同时，等离子体还 可用于生物样本的固定和处理 等生物医学研究领域。
04
等离子体波动现象与稳定性分析