等离子体第一部分
等离子体物理：等离子体产生与性质
电离的粒子质量计算成分
点是受仪器性能和测量条件限制
• 探针诊断法：通过测量等离子体中探
• 探针诊断法：优点是测量精度高，缺
针的电压信号计算成分
点是受探针位置和形状影响
04
等离子体的稳定性与输运
性质
等离子体的稳定性及其影响因素
影响因素
• 电离程度：电离程度越高，等离子体越稳定
• 温度：温度越高，等离子体越稳定
激光诱导击穿法产生等离子体
01
02
激光诱导击穿法
应用
• 通过激光束聚焦在材料表面，产
• 等离子体加工：利用激光诱导击
生高温高压区，使材料电离
穿法产生等离子体
• 等离子体光谱分析：利用激光诱
温度高，能量密度大，可控性好
导击穿法产生的等离子体进行光谱分
析
化学放电法产生等离子体
影响因素
• 电离程度：电离程度越高，等离子体的电导率越高
• 温度：温度越高，等离子体的热导率越高
• 压力：压力越高，等离子体的扩散系数越低
等离子体与壁面的相互作用
01
相互作用
• 指等离子体与容器壁、电极等固体物表
面的相互作用
• 相互作用包括吸附、溅射和气体分子的
再结合等过程
02
影响
• 等离子体的能量损失：与壁面相互作用
等离子体密度的测量方法
测量方法
优缺点
• 吸收光谱法：通过测量等离子体对光
• 吸收光谱法：优点是测量精度高，缺
的吸收程度计算密度
点是受光谱仪分辨率限制
• 激光干涉法：通过测量等离子体的折
• 激光干涉法：优点是测量速度快，缺
射率变化计算密度
点是受激光源和探测器性能限制
等离子体的性质与特征
等离子体的性质与特征等离子体是一种不常见的物态，但是却在我们的生活中扮演着重要的角色。
从“天赋人类”X-MEN中那些能释放出等离子体的角色，到高科技应用的发展，等离子体都在构成着我们未来的世界。
了解等离子体的性质和特征，将有助于我们更好地理解和应用它。
第一部分等离子体的定义与特征等离子体是一种由离子和电子混合在一起的物质，是由一定数量的带正电荷离子和带负电荷电子构成的，其中带正电荷的离子数量和带负电荷的电子数量相等。
等离子体是一种不同于气态、液态、固态的物态。
同时具有气体的自由流动性、液态的强烈引力和固态的高温度。
等离子体通常可以在电弧放电，等离子体闪烁灯、太阳等星体以及熔融的金属等多种物质中自然形成，同时在很多科技应用中也扮演着关键的角色。
等离子体具有很高的温度、密度和导电率，能够导致电了解现象，比如从云层中释放出的闪电，就是通过传导形成的等离子体。
第二部分等离子体的性质1.等离子体的温度等离子体的温度通常非常高，常温下的等离子体温度约为2万到10万开尔文，比常见的实体物质温度高了几倍甚至几千倍。
这主要是因为等离子体中的电子和原子之间的碰撞会产生高能量的电子，从而使得等离子体温度上升。
2.等离子体的密度等离子体密度高，一般相当于气体的1000倍左右。
也就是说，等离子体在相同的压力下，比气体更难压缩和凝聚。
然而，当等离子体被冷却时，会变得越来越稠密，最终形成固体等离子体。
3.等离子体的导电性等离子体具有很高的导电率，这是因为等离子体中电子和离子很容易移动。
而且，由于电子和离子运动的速度很高，所以等离子体中几乎没有阻挡它们流动的任何屏障。
第三部分等离子体的应用领域1.等离子体的工业应用等离子体技术在工业生产中得到广泛应用，这是因为等离子体具有很强的化学反应性。
等离子体可以用于表面增强、放电光源、化学反应中等很多领域。
2.等离子体在医学上的应用等离子体作为一种新型医疗手段，近年来受到越来越多的关注。
等离子体综述
等离子体综述摘要对等离子体、平均自由程、德拜长度等一些概念做了详细述说。
主要是分析了各种郎缪尔探针的优劣，及评价探针结构优劣的理论依据，最终得到最优化探针结构。
一、引言1.等离子体“等离子体”其本意是电离状态气体正负电荷大体相等，整体上处于电中性。
是气态下继续加热得到的一个状态。
我们知道，物质的温度实际上是用来描述其内部粒子运动的剧烈程度的，当气体温度很高时，气体的物质分子热运动加剧，相互间的碰撞就会使气体分子产生电离，这样，物质就变成由相互作用并自由运动的电子和正离子组成的混合物。
物质的这种存在状态被称为物质的第四态，即等离子体态。
等离子体中并不是所有的原子都会被离子化：工艺过程中用到的冷等离子体仅仅有1-10%被离子化，余下的气体仍然保持为中性原子或分子。
在更高的温度，例如热核研究，等离子体完全离化。
通常来说，粒子流是处于热平衡的，意味着原子或分子具有麦克斯韦速率分布f(v)=Ae−(12⁄mv2KT⁄)（1）A是标准因子，K是玻尔兹曼常数。
T是温度，它决定了分布宽度。
在等离子体中，离子、电子和中性粒子具有自己的温度：T i，T e，T n。
三种粒子能互相渗透，但不能充分地碰撞从而使三种粒子等温。
这是由于相对于大气压下的气体，等离子体密度非常低。
但是每种粒子能和自己充分碰撞从而获得麦氏分布。
非常热的等离子体可能不是麦氏分布了，这个时候需要“能动理论”解释。
为了方便，表示温度一般用电子电压（eV）。
典型低温等离子体电子温度是1~10eV，1eV=11,600K。
等离子体被普遍认为非常难理解，相对于流体动力学或电磁学来说确实是这样。
等离子体作为带电粒子流，既有粒子间的相互碰撞又会受到电场或磁场的长程力影响。
还有一个原因是，大部分的等离子体相当稀薄和热以至于不能视为连续的流体。
典型低温等离子体密度值是108-1012cm-3。
2.德拜长度和鞘层等离子体是带电粒子流，它以一种复杂的方式满足麦克斯韦方程组。
等离子体及其在环境中的应用(共28张PPT)
正、负电晕放电随电压(diànyā)变化的图像
5 mm
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5 mm
介质阻挡 放电（ (zǔdǎng) DBD)
• 也叫无声放电。结合(jiéhé)了辉光放电和电晕放电的优点，可以在大气压 条件下产生大面积低温等离子体[32]，且体系温度与活性粒子的密度 均适中。将绝缘介质插入两个电极之间，防止电极的直接击穿形成 火花弧光放电，从而形成均匀稳定的大面积等离子体。
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电除尘
• 电除尘器是利用电晕放电产生的大量离子(lízǐ)使得粒子荷电，并使荷电 粒子在电场力的驱动下移向集尘板，从而将微粒从气流中分离出来的 装置。用电除尘的方法分离、捕集气体中的尘粒。
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空气净化
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臭氧 发生器 (chòuyǎng)
• 臭氧(chòuyǎng)是一种氧化和杀菌性能极高的氧化剂，被广泛用于食品加工存 储与保鲜、医疗卫生及餐具消毒和水处理等行业。臭氧(chòuyǎng)易分解为氧， 不便于收集贮存，必须在常温或低温下现场生产。臭氧(chòuyǎng)的主要生产
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Influent gas
NTP/Catalyst
Effluent gas
Influent gas
NTP
Catalyst
Effluent gas
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高压 放电水处理 (gāoyā)
• 水下高压放电是在由尖端电极极不均匀电场中产生的。还可向溶液通 入气体，促进局部放电和等离子体通道的形成、增加活性物质数量， 从而处理(chǔlǐ)难降解有机废水和水体消毒灭菌。
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辉光 放电 (huī ɡuānɡ)
等离子体研究中的数值模拟技术研究
等离子体研究中的数值模拟技术研究第一部分：引言等离子体是一种高度电离气体，常见于太阳、恒星、闪电、等离子体切割和化学研究等领域。
等离子体技术有广泛的应用，包括清洗污染物、生产某些药品和半导体、生产电视、计算机和其他电子设备、稳定核聚变研究等。
理解等离子体物理对于实现上述应用至关重要。
数值模拟技术作为一种有效的研究手段，在等离子体物理领域也得到了广泛的应用。
第二部分：数值模拟技术概述数值模拟技术是指利用计算机模拟物理过程，数值计算获得物理过程相关的实验数据的方法。
它是一种受控的实验技术，可以用来模拟比实验条件更极端的条件。
等离子体物理的复杂性意味着实验难度极大，因此理论模拟成为了重要的工具。
第三部分：等离子体数值模拟中的挑战等离子体物理非常复杂，需要掌握多种交叉学科知识。
它有电磁、场论、量子力学和流体力学等方面的问题，需要通过多尺度的方法进行数值模拟。
同时，计算过程中还需要考虑等离子体物理特性和流体力学效应等影响因素，这使得数值模拟变得异常困难并且需要运用到高端的计算技术。
第四部分：等离子体数值模拟技术的机遇尽管等离子体模拟存在着一些难题，但是近年来涌现出了很多普适且利用度强的模拟技术，如Monte Carlo方法、分子动力学、有限差分/有限元、拉格朗日法等。
这些模拟技术可进一步应用于等离子体模拟，尤其是在核聚变研究和等离子体切割领域。
第五部分：等离子体数值模拟在核聚变领域中的应用核聚变是三大能源替代中的最后一项大难题。
模拟研究能帮助人们更好地理解核聚变过程，改善和加速这一研究领域的进展。
数值模拟技术可用于精确计算融合等离子体的物理实验过程、暗示未来实验设备的设计和模拟和预测各种等离子体问题的出现，以实现核聚变的可控。
第六部分：等离子体数值模拟在等离子体切割领域中的应用等离子体切割是一种实用技术，广泛用于工业和医学领域。
它宜于全面清洗并去除表面粘附污染物，减少沉积处理和表面固化的时间和成本。
等离子体模拟可用于快速评估等离子体切割过程中的各种参数，如平均电子能量、等离子体致密率和等离子体局部感应电压等，以帮助制造商更好地了解等离子体切割的特点和提供精确的控制和测试方法等。
等离子阴阳极区分-概述说明以及解释
等离子阴阳极区分-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分：等离子阴阳极区是等离子领域中一个重要的研究领域，对于理解等离子体的特性和应用具有重要的意义。
在等离子阴阳极区中，等离子体被分为两个不同的区域，分别是等离子阴极区和等离子阳极区。
这两个区域具有不同的特点和功能，对等离子体的行为和性质产生影响。
在等离子体中，阴极是电流流入的地方，其表面会发生电子发射现象，形成电子云。
而阳极则是电流流出的地方，其表面会吸收电子，并形成正离子。
由于电子和正离子在等离子体中的行为和性质差异较大，因此等离子体被分为阴极区和阳极区。
等离子阴极区通常具有高电子浓度和较高的电子温度。
这是因为在阴极表面，由于电子发射现象的存在，大量电子聚集，形成高密度的电子云。
同时，电子在被发射的过程中会获得较高的能量，导致电子温度升高。
这使得等离子阴极区具有较高的电子动力学能量，从而对等离子体的反应和行为产生显著的影响。
相比之下，等离子阳极区内的电子密度较低，电子温度也相对较低。
这是因为在阳极表面，正离子的吸收作用导致电子的流失，减少了电子的数量和能量。
因此，阳极区通常具有较低的电子动力学能量，对等离子体的反应和行为产生较小的影响。
区分等离子阴阳极区的方法是对等离子体中的电子和正离子进行区分和测量。
常用的方法包括热发射电子显微镜、电子能谱仪等。
这些方法能够通过测量电子和正离子的能量分布和浓度分布来确定等离子体中的阴极区和阳极区。
综上所述，等离子阴阳极区是等离子体中的两个重要区域，具有不同的特点和功能。
对等离子阴阳极区的研究有助于深入理解等离子体的行为和性质，并对等离子体的应用和控制产生重要影响。
以下正文将对等离子阴阳极区的特点、区分方法以及研究前景进行详细探讨。
1.2文章结构文章结构：本文将按照以下结构进行阐述：引言部分将对等离子阴阳极区分这一研究领域进行概述，并介绍本文的结构和目的。
接下来的正文部分将分为三个小节，分别讨论等离子阴极区、等离子阳极区以及区分等离子阴阳极区的方法。
几种常见的等离子体
几种常见的等离子体等离子体（Plasma）是指与固、液、气三态并列的称为物质存在第四态的电离气体，这是由汤克斯（L. •Tonks）和朗格缪尔（I •Langmuir）首次提出的。
等离子体由全部或部分电离的导电气体组成，其中包含电子、原子或原子团形成的正、负带电粒子，激发态原子或分子，基态原子或分子及自由基等六大类粒子。
这些粒子的正、负电荷的数量及密度分布大致平衡，整体对外保持宏观电中性，故称等离子体。
在加热或放电等受激条件下，气体分子可部分解离为正、负离子以及电子等带电粒子。
此时，热运动或其它扰动可导致电离气体中电荷局部分离。
当电离气体宏观体系在其存在空间尺度上远远大于德拜长（电荷分离的最大允许尺度），同时在其存在时间尺度上远远大于由于电荷分离产生的朗格谬尔振荡（空间电荷振荡）周期时，这种导电而又同时在宏观尺度上维持电中性的物质体系即为等离子体。
普遍存在于恒星、星际天体、地球电离层等宇宙空间的自然界中的等离子体，称为天然等离子体。
目前观测到的宇宙物质体系中，99% 都是天然等离子体。
相对于天然等离子体而言，由人工放电、激光、激波等方法产生的电离气体等离子体，称为人工等离子体。
为便于读者初步快速了解相关基础知识，编辑简介等离子体基本概念及各种分类方法。
以下是根据等离子体的热平衡状态、等离子体的激发方式、气体放电形式进行分类。
一、等离子体热平衡状态类型按自身的热平衡状态，等离子体可分为高温等离子体和低温等离子体两大类。
1、高温等离子体高温等离子体为热平衡态等离子体，如太阳及其他恒星、核聚变等离子体。
高温等离子体的特点是其所含电子温度等于粒子温度，均极高：Te = Ti = 106 ～108 K，等离子体密度也非常大，例如在地球电离层中，电子数密度ne = 105 cm-3，气体数密度ng = 1014 cm-3。
一般实验室难以产生高温等离子体，因为必须具备大型装置如，托卡马克。
2、低温等离子体低温等离子体为非热平衡态等离子体。
等离子体点火器系统组成
等离子体点火器系统组成一、等离子发生器等离子发生器是用来产生高温等离子电弧的装置，其主要由阳极组件、阴极组件、线圈组件三大部分组成，还有支撑托架配合现场安装。
等离子发生器设计寿命为5～8年。
阳极组件与阴极组件包括用来形成电弧的两个金属电极阳极与阴极，在两电极间加稳定的大电流，将电极之间的空气电离形成具有高温导电特性等离子体，其中带正电的离子流向电源负极形成电弧的阴极，带负电的离子及电子流向电源（1）阳极组件阳极组件由阳极、冷却水道、压缩空气通道及壳体等构成。
阳极导电面为具有高导电性的金属材料铸成，采用水冷的方式冷却，连续工作时间大于500小时。
为确保电弧能够尽可能多的拉出阳极以外，在阳极上加装压弧套。
（2）阴极组件阴极组件由阴极头、外套管、内套管、驱动机构、进出水口、导电接头等构成，阴极为旋转结构的等离子发生器还需要加装一套旋转驱动机构。
阴极头导电面为具有高导电性的金属材料铸成，采用水冷的方式冷却，连续工作时间大于50小时。
（3）线圈组件线圈组件由导电管绕成的线圈、绝缘材料、进出水接头、导电接头、壳体等构成。
导电管内通水冷却，寿命为5年。
二、等离子电气系统等离子发生器电源系统是用来产生维持等离子电弧稳定的直流电源装置。
其基本原理是通过三相全控桥式晶闸管整流电路，将三相交流电源变为稳定的直流电源，其由隔离变压器和电源柜两大部分组成。
电源柜内主要有由六组大功率晶闸管组成的三相全控整流桥、大功率直流调速器6RA70、直流电抗器、交流接触器、控制PLC等。
等离子电源系统用隔离变压器参数：额定电压：0.38/0.36KV额定功率：200KV A额定频率：50HZ相数：三相接线方式：Δ/ Y冷却风式：自然冷却绝缘等级：F绝缘水平：AC3/3温升：100K选用材料：30Q130冷轧有取向硅钢片、环氧树脂真空浇注.隔离变压器的主要作用是隔离。
一次绕阻接成三角形，使3次谐波能够通过，减少高次谐波的影响；二次绕组接成星型，可得到零线，避免等离子发生器带电。
等离子体刻蚀聚焦环的消耗
等离子体刻蚀聚焦环的消耗
题目：等离子体刻蚀聚焦环的消耗
摘要：等离子体刻蚀技术在微电子制造中扮演着至关重要的角色。
聚焦环是等离子体刻蚀过程中的关键部件之一，其耗损情况直接影响到刻蚀效果和设备寿命。
本文将从等离子体刻蚀的基本原理开始，一步一步分析聚焦环的消耗机理，探究影响耗损的因素，并提出相应的解决措施，以期对等离子体刻蚀技术的研究和应用有所助益。
第一部分：引言
- 等离子体刻蚀技术的背景和发展
- 刻蚀过程中聚焦环的作用和重要性
第二部分：等离子体刻蚀基本原理
- 等离子体刻蚀概述
- 聚焦环在刻蚀过程中的作用机理
第三部分：聚焦环的材料选择与制备
- 聚焦环耗损机理的深入分析
- 不同材料对聚焦环耗损的影响
第四部分：影响聚焦环消耗的因素
- 等离子体刻蚀条件的优化
- 工艺参数与聚焦环寿命的关系
第五部分：耗损分析与评估
- 聚焦环表面形貌分析
- 聚焦环耗损机理的研究
第六部分：增加聚焦环使用寿命的方法
- 改善材料制备工艺
- 聚焦环的表面修饰和保护措施
第七部分：实例与应用
- 等离子体刻蚀聚焦环消耗的实际案例分析
- 对未来发展趋势的展望
第八部分：总结与展望
- 近年来对等离子体刻蚀聚焦环消耗的研究进展的回顾
- 对未来研究方向与应用前景的展望
在本文中，我们将详细讨论等离子体刻蚀聚焦环的消耗问题，并提出解决措施和优化方案，希望能对等离子体刻蚀技术的研究和实践有所裨益。
等离子体点火系统基础讲义分析
等离子体点火系统基本介绍简介1.等离子体基本介绍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，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。
等离子体是一种很好的导电体。
等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、0）、原子团（OH、H2、02）、离子（02 —、H2 —、0H —、0 —、H + ）和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧；等离子体对于煤粉的作用，可比通常情况下提高20%〜80%的挥发份，即等离子体有再造挥发份的效应，这对于点燃低挥发份煤粉强化燃烧有特别的意义。
（与小油枪的优势）2.等离子体点火系统的产生我们公司90上世纪年代是做炉前油系统（油枪，高能点火器，油点火枪，可见光火检，红外火检，FSSS系统）后来开发了图像火焰监视系统。
在上世纪90年代末，油价飞速增长，在前人的实验基础上，经过公司大量的工业试验，研制成功的。
在烟台电厂和佳木斯电厂最开始商业应用。
02年率先600MW机组，盘山电厂安装了等离子体点火系统。
同时期国产DCS厂家新华，和利时还在为了600MW级没有业绩而四处奔走，这也体现了公司的高瞻远崛，每次都抓住了历史赐予我们的机遇。
3.公司的业绩和面临的发展形势公司的无燃油燃煤电站可能继等离子体点火技术之后再次获得国家科技进步奖。
公司的十二五规划，到2015年，实现收入60亿元，利润8亿元。
4 •煤质等离子体点火技术是应用在煤粉锅炉的一项技术，不会用来点油，或者天然气，大材小用。
等离子体点火技术目前公司分为常规的发生器和燃烧器以及大功率的发生器和燃烧器。
标准煤质如下：Marv 15%, Aadv35%, Vad>20%, Qnet, ar> 17000kJ/kg （不包括褐煤）这样的煤质可以使用常规的发生器和燃烧器，不需要公司工业实验。
褐煤，劣质烟煤，贫煤都需要做实验来决定，一般采用大功率的发生器和燃烧器。
下面简要说说煤的分类：煤中的元素组成，一般是指有机物质中的碳（C）、氢（H）、氧（0）、氮（N）和硫（S）的含量。
等离子的原理及形成
等离子的原理及形成
等离子是一种高温、高能量状态下的物质状态，它是由电子和
离子组成的，具有部分电离的特性。
等离子体广泛存在于自然界和
人工环境中，如恒星、闪电、等离子体发电机等。
在等离子体中，
电子和离子以及其他粒子之间存在着复杂的相互作用，这些相互作
用决定了等离子体的性质和行为。
等离子的形成主要有两种方式，一种是通过高温高能量的条件下，将气体或固体加热至足够高的温度，使其中的原子或分子电离，形成等离子体；另一种是通过强电场或强磁场的作用，将气体或固
体中的原子或分子电离，也可以形成等离子体。
在等离子体中，电子和离子受到外部电场或磁场的作用，会产
生等离子体振荡，这种振荡会辐射出电磁波，形成等离子体发光现象。
这也是等离子体在自然界中产生的原因之一，例如闪电就是大
气中等离子体发光现象的一种。
等离子体在自然界中有着广泛的应用，其中最为重要的就是在
恒星中的应用。
恒星是由等离子体组成的，其中核聚变反应产生的
高温高能量条件使得氢原子核发生融合，释放出大量能量和光辐射，
这种过程维持了恒星的稳定和持续发光。
在人工环境中，等离子体也有着重要的应用，例如等离子体发电机就是利用等离子体的性质产生电能的一种设备。
通过控制等离子体的形成和运动，可以产生电流，从而实现能量转换。
总的来说，等离子体是一种特殊的物质状态，具有高温、高能量、电离等特性，广泛存在于自然界和人工环境中。
它的形成与外部条件、电场、磁场等因素密切相关，对于人类的生产生活和科学研究都具有重要的意义。
对等离子体的深入研究和应用，将会为人类带来更多的科学技术成果和生活便利。
等离子体
第三部分与等离子刻蚀相关的基本概念1.1等离子体的基本特征等离子体是指具有宏观时空尺度的由带等量异号电荷的微观粒子及中性成分共同组成的一种准电中性、多粒子体系，被称为物质的第四态。
在等离子体中，起主要作用的长程电磁力使得带电粒子的运动不仅与临近的粒子有关，而且受到远处带电粒子的影响，这使得等离子体中存在着极其丰富的集体效应和集体运动模式。
由于带电粒子的存在，使等离子体的运动与电磁场的运动紧密耦合。
等离子体的基本属性由带电粒子的动力学特性决定，带电粒子的输运特性会直接或间接地影响粒子的激发、退激发和电离、复合等过程。
等离子体按其体系温度的相对高低，则可分为高温等离子体与低温等离子体。
高温等离子体的温度高达106～109 K，低温等离子体的温度从室温到105 K 左右。
低温等离子体通常由气体放电或其它热、光激发方式产生，它一般是弱电离、多成分的，并与其它物质有强烈的相互作用。
根据电子与离子和中性粒子的热平衡状态，低温等离子体又可分为热等离子体和冷等离子体两大类。
热等离子体是近局域热平衡等离子体，如弧光放电、高频感应耦合放电等所产生的等离子体，其所有粒子(电子、离子和中性粒子)具有大体一致的温度，达到几千至上万度，常被应用于一些需要进行高温处理的工艺，如等离子体冶金、切割和焊接等。
冷等离子体是非平衡等离子体，其轻粒子(电子)的温度远高于重粒子(离子和中性粒子)的温度，体系中电子温度可达数万度，而中性气体分子代表的体系温度则很低，从稍高于室温至几百度。
冷等离子体通常是由低气压下的稀薄气体用直流、射频、微波等激发辉光放电或常压气体电晕放电、介质阻挡放电而产生。
这种非平衡性对等离子体化学与工艺过程非常重要[1]，一方面电子有足够高的能量使反应物分子激发、离解和电离，产生大量的电子、离子及激发态的原子、分子和自由基等，为反应提供活泼的活性粒子；另一方面反应体系又得以保持低温甚至接近室温，为化学反应提供了较好的淬冷条件，保证了反应定向进行和产物的获取。
等离子体
百科名片等离子体等离子体又叫做电浆，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，它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、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。
目录概述高温等离子体低温等离子体等离子体原理等离子体的分类按等离子体焰温度按等离子体所处的状态低温等离子体的产生方法主要应用等离子体冶炼等离子体喷涂等离子体焊接等离子体刻蚀等离子体隐身等离子体核聚变等离子技术概述高温等离子体低温等离子体等离子体原理等离子体的分类按等离子体焰温度按等离子体所处的状态低温等离子体的产生方法主要应用等离子体冶炼等离子体喷涂等离子体焊接等离子体刻蚀等离子体隐身等离子体核聚变等离子技术展开编辑本段概述看似“神秘”的等离子体，其实是宇宙中一种常见的物质，在恒星（例如太阳）、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。
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。
编辑本段高温等离子体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，即电离子的“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。
等离子体及其物理特性
4.(4)电子平均动能 。
5.(5)空间电位分布。
此外，由于等离子体中带电粒子间的相互作用是长程的库仑力，使它们在无规则的热运动之外，能产生某些类型的集体运动，如等离子振荡，其振荡频率f，称为朗缪尔频率或等离子体频率。电子振荡时辐射的电磁被称为等离子体电磁辐射。
3.稀薄气体产生的辉光放电
本实验研究的是辉光放电等离子体。
正辉区是我们感兴趣的等离子区。其特征是：气体高度电离；电场强度很小，且沿轴向有恒定值。这使得其中带电粒子的无规则热运动胜过它们的定向运动。所以它们基中上遵从麦克斯韦速度分布律。由其具体分布可得到一个相应的温度，即电子温度。但是，由于电子质量小，它在跟离子或原子作弹性碰撞时能量损失很小，所以电子的平均动能比其它粒 子的大得多。这是一种非平衡状态。因此，虽然电子温度很高（约为105）， 但放电气体的整体温度并不明显升高，放电管的玻璃壁并不软化。
电导率探针由磁场线圈和探测线圈组成。它利用磁场和等离子体相互作用原理来确定等离子体的电导率。电导率探针有电导率计（图7)和射频电导率探针（图8）等类型。对于电导率计，当高速运动的等离子体切割其磁场线圈的磁力线时，等离子体中便产生感应电流。这又在探测线圈中造成磁通量的变化并感生出电动势。在已知等离子体运动速度的情况下，测量探测线圈中的感应端电压，可以得到等离子体的电导率。射频电导率探针是把磁场线圈和探测线圈合成一个。它利用振荡器产生高频振荡，并通过电介质窗口传输到等离子体中，从而感应出涡流，涡流又影响线圈的阻抗。测量线圈的品质因数（Q值）或谐振频率的变化,可以确定等离子体的高频电导率。 微波法利用电磁波频谱中的微波与等离子体相互作用的原理来测量等离子体参量的方法。微波在等离子体中传播时,会使微波器件的工作状态发生变化（如Q值下降等），并发生吸收、相移以及反射、折射、散射等过程。相应的衰减量、相移量和反射量等物理量可由实验测定，而它们对等离子体的电子密度、碰撞频率等参量的依赖关系则可由理论分析给出。基于这类现象的诊断称为微波传输测量，它分为空腔法和自由传播法两种。图9给出自由传播法的三种基本方法，可进行衰减测量、反射测量和相移测量等。另一类微波法是测量等离子体的微波辐射（如黑体辐射、轫致辐射、回旋辐射和相干辐射等），从而获得有关等离子体温度、不稳定性等特性的信息。
等离子态
等离子态将气体加热，当其原子达到几千甚至上万摄氏度时，电子就会被原子被"甩"掉，原子变成只带正电荷的离子。
此时，电子和离子带的电荷相反，但数量相等，这种状态称做等离子态。
人们常年看到的闪电、流星以及荧光灯点燃时，都是处于等离子态。
人类可以利用它放出大量能量产生的高温，切割金属、制造半导体元件、进行特殊的化学反应等. 在茫茫无际的宇宙空间里，等离子态是一种普遍存在的状态。
宇宙中大部分发光的星球内部温度和压力都很高，这些星球内部的物质差不多都处于等离子态。
只有那些昏暗的行星和分散的星际物质里才可以找到固态、液态和气态的物质。
等离子体（等离子态，电浆，英文：Plasma）是一种电离的气体，由于存在电离出来的自由电子和带电离子，等离子体具有很高的电导率，与电磁场存在极强的耦合作用。
等离子态在宇宙中广泛存在，常被看作物质的第四态（有人也称之为“超气态”）。
等离子体由克鲁克斯在1879年发现，“Plasma”这个词，由朗廖尔在1928年最早采用。
等离子体的性质等离子态常被称为“超气态”，它和气体有很多相似之处，比如：没有确定形状和体积，具有流动性，但等离子也有很多独特的性质。
电离等离子体和普通气体的最大区别是它是一种电离气体。
由于存在带负电的自由电子和带正电的离子，有很高的电导率，和电磁场的耦合作用也极强：带电粒子可以同电场耦合，带电粒子流可以和磁场耦合。
描述等离子体要用到电动力学，并因此发展起来一门叫做磁流体动力学的理论。
组成粒子和一般气体不同的是，等离子体包含两到三种不同组成粒子：自由电子，带正电的离子和未电离的原子。
这使得我们针对不同的组分定义不同的温度：电子温度和离子温度。
轻度电离的等离子体，离子温度一般远低于电子温度，称之为“低温等离子体”。
高度电离的等离子体，离子温度和电子温度都很高，称为“高温等离子体”。
相比于一般气体，等离子体组成粒子间的相互作用也大很多。
速率分布一般气体的速率分布满足麦克斯韦分布，但等离子体由于与电场的耦合，可能偏离麦克斯韦分布。
氧等离子体处理的原理解析
氧等离子体处理是一种常用于材料表面处理的技术，它在科学研究和工业应用中都扮演着重要的角色。
本文将深入探讨氧等离子体处理的原理，从物理原理、化学反应以及应用案例等方面进行解析。
通过阅读本文，希望您能够对氧等离子体处理有更全面、深刻和灵活的理解。
第一部分：物理原理氧等离子体处理是一种利用氧等离子体与材料表面相互作用的加工技术。
氧等离子体是一种带正电荷的氧离子，通过高频电离氧气产生。
在氧等离子体处理过程中，氧等离子体与材料表面相互作用，引发一系列物理现象。
其中最重要的是表面清洁、表面活化和表面改性。
氧等离子体处理技术能够对材料表面进行有效的清洁。
在等离子体激发下，氧离子能够高速碰撞到材料表面，将吸附在表面的杂质和污染物清除掉，从而使得表面更加干净。
氧等离子体处理技术还能够对材料表面进行活化处理。
活化处理可以增加表面的能量和反应活性，提高材料与其他物质的粘附性和反应性。
具体而言，等离子体处理技术可以破坏材料表面的化学键，形成活化位点，进而提高表面的催化活性和化学反应速率。
氧等离子体处理技术还可用于表面改性。
通过控制等离子体处理条件，可以在材料表面形成氧化物薄膜、氢氧化物薄膜等功能性膜层。
这些膜层具有特殊的化学、物理性质，可以改变材料表面的摩擦系数、耐腐蚀性、光学透过性等特性，从而实现材料的特定应用需求。
第二部分：化学反应在氧等离子体处理过程中，不仅发生了很多物理现象，还涉及到化学反应。
氧等离子体可以与材料表面的原子、分子反应，产生一系列化学反应。
氧等离子体处理过程中会引发材料表面的氧化、氮化、硅化等反应。
这些化学反应对于改变材料表面的化学组成，调控材料性质至关重要。
另外，氧等离子体处理还可用于材料的功能性改性。
通过在等离子体处理过程中掺入特定的气体或液体，可以实现对材料表面化学组成的调控，进而实现对材料性质的改变。
以金属材料为例，通过在氧等离子体处理中引入氮气，可以实现金属表面的硬化和耐磨性的提高，从而扩展金属材料的应用领域。
等离子体的原理
等离子体的原理等离子体通常被视为物质除固态、液态、气态之外存在的第四种形态。
如果对气体持续加热，使分子分解为原子并发生电离，就形成了由离子、电子和中性粒子组成的气体，这种状态称为等离子体。
等离子体与气体的性质差异很大，等离子体中起主导作用的是长程的库仑力，而且电子的质量很小，可以自由运动，因此等离子体中存在显著的集体过程，如振荡与波动行为。
等离子体中存在与电磁辐射无关的声波，称为阿尔文波。
等离子体（Plasma）是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，广泛存在于宇宙中，常被视为是物质的第四态，被称为等离子态，或者“超气态”。
等离子体具有很高的电导率，与电磁场存在极强的耦合作用。
等离子体是由克鲁克斯在1879年发现的，1928年美国科学家欧文·朗缪尔和汤克斯（Tonks）首次将“等离子体（plasma）”一词引入物理学，用来描述气体放电管里的物质形态。
第四步为曝光工艺，该工艺步骤要求达到的目的是使感光区的胶膜发生光化反应、在显影时发生溶变，介绍了常见的紫外光光刻机及其所进行的接触式、选择性、紫外光曝光工艺方法。
第五步为显影工艺，该工艺步骤要求达到的目的是在显影液中、溶除要求去掉的胶膜部分（对负性光刻胶溶除未曝光部分，对正性光刻胶溶除已曝光部分），各类胶的显影在本章第一节已作了介绍。
第六步为坚膜工艺，该工艺步骤要求达到的目的是去除在显影过程中进入胶膜中的水分（显影液）、使保留的胶膜与衬底表面牢固的粘附，介绍了两种坚膜工艺方法。
涂胶涂胶就是在SIO2或其他薄膜表面，涂布一层粘附良好，厚度适当，厚薄均匀的光刻胶膜。
涂胶前的硅片表面必须清洁干燥，如果硅片搁置较久或光刻返工，则应重新进行清洗并烘干后再涂胶。
生产中，最好在氧化或蒸发后立即涂胶，此时硅片表面清洁干燥，光刻胶的粘附性较好。
涂胶一般采用旋转法，其原理是利用转动时产生的离心力，将滴在硅片的多余胶液甩去，在光刻胶表面张力和旋转离心力共同作用下，扩展成厚度均匀的胶膜。
氧等离子体处理原理及其应用
氧等离子体处理原理及其应用氧等离子体处理原理及其应用第一部分：氧等离子体的基本概念和原理（500字）氧等离子体，也被称为氧离子束或氧离子束处理技术，是一种利用高能氧离子束处理材料的表面的工艺。
它通过产生和加速氧离子束，将高能氧离子束照射到材料表面，从而改变其性质和结构。
1.1 氧等离子体的生成过程氧等离子体的生成通常需要采用等离子体处理设备。
在设备中，通过施加高频高压电场或激光辐射等方式，将气体中的氧气氛围转化为氧等离子体。
1.2 氧等离子体处理的原理氧等离子体处理主要通过两种方式改变材料表面的性质。
一种是表面清洁作用，氧等离子体可以去除杂质和有机污染物，使表面变得干净。
另一种是表面改性作用，氧等离子体可以使材料表面发生化学反应，形成氧化层或功能性薄膜，提高材料的性能和功能。
第二部分：氧等离子体处理的应用领域（800字）氧等离子体处理具有广泛的应用领域，以下是其中几个典型的应用领域。
2.1 材料表面清洁和活化氧等离子体处理可以去除材料表面的有机污染物和氧化物，使其表面变得干净和活化。
这在电子器件制造、医疗器械制造和光学器件制造等领域具有重要应用。
2.2 表面改性和增强粘接力氧等离子体处理可以改变材料表面的性质，提高其表面能和亲水性，从而增强材料的粘接力。
这在粘接、涂层和防腐等领域得到广泛应用。
2.3 高分子材料表面改性氧等离子体处理可以使高分子材料表面发生交联、氧化或功能化反应，从而改变其性质和结构。
这在聚合物材料改性、生物医学材料制备和纤维素材料改良等领域具有重要应用。
2.4 生物医学应用氧等离子体处理可以用于生物医学材料的清洁、活化和改性，如人工关节、植入材料和药物传输系统等。
它有助于提高生物相容性和生物附着性，减少感染和异物反应。
第三部分：总结与回顾（500字）氧等离子体处理是一种重要的表面处理技术，通过各种机制和作用，可以实现表面清洁、表面改性和功能化等目的。
它具有广泛的应用领域，如材料制备、粘接、防腐和生物医学等。
等离子体化工导论讲义第一部分
等离子体化工导论讲义第一部分印永祥四川大学化工学院前言等离子体化工是利用气体放电的方式产生等离子体作为化学性生产手段的一门科学。
因其在原理与应用方面都与传统的化学方法有着完全不同的规律而引起广泛的爱好，自20世纪70年代以来该学科迅速进展，差不多成为人们十分关注的新兴科学领域之一。
专门是，近年来低温等离子体技术以迅猛的势头在化工合成、材料制备、环境爱护、集成电路制造等许多领域得到研究和应用，使其成为具有全球阻碍的重要科学与工程。
例如：先进的等离子体刻蚀设备已成为21世纪目标为0.1μm线宽的集成电路芯片唯独的选择，利用等离子体增强化学气相沉积方法制备无缺陷、附着力大的高品位薄膜将会使微电子学系统设计发生一场技术革命，低温等离子体对废水和废气的处理正在向实际应用时期过渡，农作物、微生物利用等离子体正在不断培养出新的品种，利用等离子体技术对大分子链实现嫁接和裁剪、利用等离子体实现煤的洁净和生产多种化工原料的煤化工新技术正在进展。
能够说，在不久的今后，低温等离子体技术将在国民经济各个领域产生不可估量的作用。
然而，与应用研究的进展相比，被称为年轻科学的等离子体化学的基础理论研究缓慢而且较薄弱，其理论和方法都未达到成熟的地步。
例如，其中的化学反应是通过何种历程进行，活性基团如何产生等等。
因此，本课程力求介绍这些方面的一些基础理论、研究方法、最新研究成果以及应用工艺。
课程内容安排：1、等离子体的差不多概念2、统计物理初步3、等离子体中的能量传递和等离子体的性质4、气体放电原理及其产生方法5、冷等离子体中的化学过程及研究方法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、认真作好课堂笔记，完成规定作业3、大量阅读参考书和科技文献第一章等离子体的概念1．等离子体的定义a．通过气体放电的形式，将电场的能量传递给气体体系，使之发生电离过程，当电离程度达到一定的时候，这种物质的状态确实是等离子体状态。
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等离子体化工导论讲义前言等离子体化工是利用气体放电的方式产生等离子体作为化学性生产手段的一门科学。
因其在原理与应用方面都与传统的化学方法有着完全不同的规律而引起广泛的兴趣，自20世纪70年代以来该学科迅速发展，已经成为人们十分关注的新兴科学领域之一。
特别是，近年来低温等离子体技术以迅猛的势头在化工合成、材料制备、环境保护、集成电路制造等许多领域得到研究和应用，使其成为具有全球影响的重要科学与工程。
例如：先进的等离子体刻蚀设备已成为21世纪目标为0.1μm线宽的集成电路芯片唯一的选择，利用等离子体增强化学气相沉积方法制备无缺陷、附着力大的高品位薄膜将会使微电子学系统设计发生一场技术革命，低温等离子体对废水和废气的处理正在向实际应用阶段过渡，农作物、微生物利用等离子体正在不断培育出新的品种，利用等离子体技术对大分子链实现嫁接和裁剪、利用等离子体实现煤的洁净和生产多种化工原料的煤化工新技术正在发展。
可以说，在不久的将来，低温等离子体技术将在国民经济各个领域产生不可估量的作用。
但是，与应用研究的发展相比，被称为年轻科学的等离子体化学的基础理论研究缓慢而且较薄弱，其理论和方法都未达到成熟的地步。
例如，其中的化学反应是经过何种历程进行，活性基团如何产生等等。
因此，本课程力求介绍这些方面的一些基础理论、研究方法、最新研究成果以及应用工艺。
课程内容安排：1、等离子体的基本概念2、统计物理初步3、等离子体中的能量传递和等离子体的性质4、气体放电原理及其产生方法5、冷等离子体中的化学过程及研究方法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第一章等离子体的概念1．等离子体的定义a．通过气体放电的形式，将电场的能量传递给气体体系，使之发生电离过程，当电离程度达到一定的时候，这种物质的状态就是等离子体状态。
b．简单说来，等离子体是由气体分子、原子、原子团、电子、离子和光子组成的体系，是物质的第四态。
2．等离子体的一些基本性质a．高焓、高内能状态的物质，可以非常容易地为化学反应的体系提供活化能。
b．等离子体是一种导电流体，因此这种流体容易与电场和磁场发生相互作用，从而将电场能量转化为自己的内能，为化学反应的体系提供活化能。
3．等离子体的用途a．能源领域：受控核聚变b．空间物理及天体物理c．材料领域：材料的改性：例如增加四氟乙烯表面的浸润性。
材料的合成：高分子材料：通过等离子体增强它的接枝与聚合。
合成超细粉末：例如合成纳米粉体：SiC,AlN,TiO2……d．在天然气化工方面：天然气制乙炔、合成气4、等离子体的描述1）等离子体的密度：n e ning单位m-3 cm-32) 电离度的概念α=n e/(n g+n e) 0<α≤1单位体积中的电子云密度与原来气体密度的比值。
无量纲3) 等离子体的温度Te ，Tg，Ti……Tp一般情况下，温度由K,℃来描述，但在等离子体物理中，用eV（电子伏特）描述：1eV=1.602*10-19焦耳=11600K体系温度Tp =(Tene+Tgng+Tini)/(ne+ng+ni)4）等离子体的分类a．高温等离子体 T＞106 Kb．低温等离子体：Tp≤104K热等离子体：中性气体温度等于电子温度；冷等离子体：Te ≥Ti,Tg4．等离子体的压强：P=nKT, Pe ,Pg,……PiP p = Pe+ Pg+ Pi作业1、在辉光放电等离子体中，气体的压强为20 Pa，电离度α＝10－4，电子温度Te＝1eV，重粒子温度350K。
试确定放电管中的等离子体宏观温度，这种等离子体是热等离子体还是冷等离子体。
2、在弧光放电等离子体中，电子密度为1014cm－3，中性气体密度为1017cm－3，电子温度与重粒子温度同为0.5eV，试计算这种等离子体的压强。
（作理想气体近似3、一般情况下，等离子体中存在几种基本粒子？试简述这些基本粒子的主要特征。
第二章微观粒子热运动速率和能量统计分布律一麦克斯韦速率分布（见图2）只要粒子通过充分的碰撞，发展形成平衡态，该体系粒子性质服从麦氏分布f(v)＝22232exp 24v kTmv kT m ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛ππ 式中m （kg ）为被统计粒子的质量，k=1.38X 10-23J/K 为玻尔兹曼常数，T （K ）为粒子的温度。
分布函数的意义：分布在单位速率区间内粒子的数目与总数目之比。
设系统的粒子总数为N 0，利用分布函数可以非常方便地得到速率在v v v d ~+内的粒子数目()dv v f N dN 0=，注：()⎰dv v f =1……归一化条件 分布函数的归一化：()⎰∞0dv v f =1分布函数的意义：1、若长时间地跟踪某一粒子，其处于dv v ~区间内的几率由分布函数表示。
2、若在某一瞬间把整个系统的粒子速度固定，那么处于dv v ~区间内粒子的数目占整个系统粒子数目的比值即它所占的分率。
利用分布函数，也可以对微观粒子所体现的宏观量进行统计计算。
单个微粒的内能：KT 23=ε 理想气体单位体积的内能：KTn 23=υ ()dv x f mv E ⎰∞=0221 =dv v e kT m mv kTmv 22230222421-∞⎰⎪⎭⎫ ⎝⎛ππ=kT m kT kT m m 2328342212523=⎪⎭⎫ ⎝⎪⎭⎫ ⎝⎛πππ k :波尔兹曼常数； T ：被统计粒子的温度 (v)图2 分布函数的图象注： dx ex ⎰∞-=0n2x f(n)λ二、麦氏能量分布函数如果将统计参量设定为粒子的动能，则分布函数的形式为()()21232214εππεεkTekT f -⎪⎭⎫⎝⎛=式中ε表示粒子的动能，K 、T 意义同前。
如果被统计的粒子处在保守力场中，上式中粒子的能量应用动能和势能来代替，即ε= εk+εp .()()21232214k εππεεεkTpekT f +-⎪⎭⎫⎝⎛=作业：1、利用能量分布函数计算一摩尔单原子理想气体分子的内能。
2、速率分布函数的意义是什么？试说明下列各量的意义：Nf(v)dv21()v v Nf v dv⎰21()v v vf v dv⎰三、麦氏速度分布函数以上讨论的是粒子按速率分布的规律，对粒子的速度的方向未作任何确定。
下面进一步介绍粒子按速度分布的规律。
()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-⎪⎭⎫ ⎝⎛=kT v v v m kT m v v v f z y x z y x 2)(exp 2,,22223π=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛∙⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛∙⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛kT mv kT m kT mv kT m kT mv kT m z yx2exp 22exp 22exp 2221221221πππ= f(v x ) f(v y ) f(v z )利用速度分布函数，可以对与粒子速度关联的物理量进行统计求得其宏观量。
例： 计算粒子对容器壁的压强。
分析：离子对容器的压强，实质上是微观粒子在单位时间内传递给容器壁单位面积的动量。
设容器内粒子密度为n ，在器壁上取一面元dA 为底面积，以v x dt 为高作一柱体垂直于dA, 在柱形体积中，在dt 内速度在v x -v x +dv x 的粒子传递给器壁的动量为 x x mv dtdA v 2)nf(v dp x = △()x x x x dv mv dtdA v v nf p ⎰∞⋅=02()⎰⎰∞∞⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅==02221022exp 2122x x x x xx dv v kT mv kT m n dtdA mdtdAdv v v nf π ⎰∞⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=0222122exp 21222kT mv d kT mv v m kT kT m dtdAnm x x x π ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎰∞∞0202212exp 2exp 21222x x x x dv kT mv kT mv v m kT kT m dtdAnm π ⎰∞⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛=02212exp 22122x x dv kT mv kT m m kT dtdAnm πdtdAnKT =四、微观粒子按自由程分布规律粒子在任意两次连续碰撞之间通过的路程称为粒子的自由程，用λ表示。
由于粒子随机运动，这些自由程有长有短，具有偶然性。
这些自由程的平均值称为粒子的平均自由程，用A λ表示。
在研究体系的全部粒子中，人们往往需要知道自由程介于任一给定长度区间λ--λ+d λ的粒子数有多少、自由程大于某一给定长度λ的粒子数有多少等问题。
即研究粒子按自由程的分布情况。
0()exp()()(1exp())1()exp()f f n f λλλλλλλλλλλλ=-=--'=-（自由程大于时的粒子数）（自由程小于时的粒子数）自由程分布函数的物理意义：1、当长时间跟踪一个粒子时，发现该粒子自由程有长有短，具有偶然性。
该函数表示粒子在多次碰撞中自由程大于或小于某一数值的几率。
2、在一个大数量粒子组成的系统中，发现各粒子自由程有长有短，具有偶然性。
该函数表示在任一时刻自由程大于或小于某一数值的粒子数与总数目之比。
作业：a.利用速度分布函数计算打到器壁单位面积上的粒子数.()⎰∞=0xx x dtdAdv v v nf N⎰∞⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=02212exp 2x x x dtdAdv v kT mv T k m n π⎰∞⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛=0222122122exp 2kT mv d m kT kT mv kT m ndtdA x x π ∞⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=02212exp 2212kT mv m kT kT m ndtdA x π()10221221-⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=m kTkT m ndtdA π212⎪⎭⎫⎝⎛⋅=m kT dtdAn πb.用速率分布函数计算粒子的平均速率.()dv v kT mv kT m v dv v vf v 202232exp 24⎰⎰∞∞⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛⋅==ππ⎰∞⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛=023232e x p 24dv kT mv v kT m ππ （由积分公式()⎰∞=-022321exp λλdv v v ） 21222238224⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛=m kT m T k kT m πππ第三章 等离子体的性质等离子体的性质包括等离子体的准中性条件、等离子体振荡、等离子体鞘层、等离子体在电磁场中的运动、等离子体辐射等。