等離子體溫度:一般情況下,物質只有在熱力學平衡時才能用確定的溫度T來描述。溫度是物質內部微觀粒子的平均平動動能的量度,粒子的平均平動動能與熱平衡溫度的 關系可用下面描述。
公式中m是粒子的質量(kg);v是均方根速度(m/s);k是玻爾茲曼常數(shù)(1.380 650 5×10^-23J/K)。
等離子體技術等離子體的宏觀溫度取決于重粒子的溫度,采用Te、Ti和Tg分別表示電子溫度、離子溫度和中性粒子溫度。按等離子體技術等離子體溫度可將等離子體分為高溫等離子體和低溫等離子體,而低溫等離子體又可分為熱等離子體和冷等離子體。
等離子體技術高溫等離子體是指體系內所有粒子溫度基本一致,即Tg=Ti=Tg=…= 10^6~8K(10^2~4eV):低溫等離子體中的熱等離子體粒子溫度相近,即Tg≈=Ti≈=Te,5000 K<Tg<20000 K (0.5~2eV),冷等離子體中電子溫度遠遠高高其他粒子(離子、中性原子或分子等)溫度,即Te>>Ti≈=Tg,其他粒子溫度為100 K<Tg<1000K,而電子溫度Te通常大于10^4K(有時可能比熱等離子體溫度還高)。
等離子體的準電中性:
等離子體技術等離子體只有在特定的空間尺度和時間尺度上才能實現(xiàn)電中性。然而,由于受內部粒子熱運動和外部電場等因素的干擾,等離子體內局部可能出現(xiàn)電荷分離,電中性條件被破壞。但這種偏離是有時空限度的,一旦出現(xiàn)偏離,存在于電荷間的庫侖力相互作用又使電中性盡快恢復。由于偏離量|Ni-Nel<<Ne,故稱為“準電中性”。這種“偏離”和“恢復”在空間和時間的尺度有限,通常由德拜長度和等離子體周期來表述。24531