스마트계측기

플라즈마란?

플라즈마란 원자에 속박되어 있던 전자가 에너지를 얻어 전리하면서 생겨난 것이다.

그 때문에, 입자가 가지는 운동 에너지는 입자간에 작용하는 쿨롱력의 퍼텐셜 에너지보다 큰 것이 보통이다.

또, 입자 손실이 없으면, 플라즈마중의 전자가 가지는 전하의 총합과 정이온이 가지는 전하의 총합은 부호가 반대로 크기는 같기 때문에, 전체적으로 거의 전기적중성을 이루고 있다.

전자빔이나 이온빔처럼 전기적중성 조건을 충족하지 못하는 하전입자계는 통상 플라즈마라고 하지 않는다.

플라즈마에는 빅뱅 발생 후 60s의 우주창생 때나 항성 중심부와 같이 매우 밀도와 온도가 높은 것부터 우주의 99% 이상을 차지한다고 알려진 행성들 사이에 존재하는 플라즈마는 그 밀도와 온도가 매우 낮은 것까지 있다.

밀도가 높으면 전리된 원자 이온(+)과 전자(-)가 재결합하여 중성 원자로 돌아가므로 플라즈마 상태를 안정적으로 유지하기 위해서는 쿨롱력보다 큰 입자의 운동 에너지가 필요하며 밀도가 클수록 높은 온도가 요구된다.

예를 들어 태양 중심부의 플라즈마 전자밀도와 온도는 10^32개/m^3, 1.5×10^7K, 태양 표면은 10^18개/m^3, 6×10^3K로 알려져 있다.

불꽃은 연소 가스에 따라 다른데 10^14개/m^3, 1~수×10^3K이다.

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