1. Plasma의 정의에 대하여

 

 

19세기: 생물학과 의학에서 '플라즈마' 사용, 원형질 및 혈장, 림프액을 지칭.

1985년 Faraday: 방전관 내 전리 기체의 독특한 특성 발견, 안정된 플라즈마 상태 확인.

1879년 Crooks: 방전 기체를 "제 4의 물질 상태"로 명명, 새로운 상태 강조.

1928년 Langmuir: 진공 방전에서 전자와 이온이 중성인 균일한 플라즈마 상태 발견. 

 

1929년 플라즈마 진동 발견.

 

플라즈마(Plasma)란 ?

 

원자가 전자기장 및 입자와의 충돌 등에 의해 전하를 띠는 양이온과 전자들이 분리되어  있는 집단을 플라즈마(Plasma)

 

 

물질의 에너지 = 탄성에너지(전자기적 결합에너지) + 운동에너지(열에너지)

                               상전이는 운동에너지(열에너지)가 탄성에너지보다 큰 경우 발생함.

 

•   고체 : C.M. 이 공간적으로 고정됨(병진운동만 가능함)

 

•   액체 : 열을 흡수하면 탄성길이가 길어짐(운동에너지 증가로),

           C.M.이  공간적으로 이동함(병진운동 및 회전운동 가능)

 

•   기체 : 높은 열에 의해 탄성스프링이 절단됨(무질서한 브라운 운동)

 

•   플라즈마 : 매우 높은 열에 의해 이온화됨(전기적 중성상태 및 집단적으로 진동함)

 

 

 

플라즈마에서는 온도를 에너지 단위인 eV로 표현할 수 있음!

에너지 공식: \( \frac{1}{2} mv^2 = \frac{3}{2} kT \) eV

 

온도 \( T \)는 다음과 같이 계산가능함:

\( kT = \frac{1}{e} eV \)에 해당하는 온도 \( T \)는

\( T = \frac{1}{k} eV = \frac{1}{1.38 \times 10^{-23} \text{ J/K}} \times 1.6 \times 10^{-19} \text{ J} = 11,600 \text{ K} \)

\( \text{(여기서 } 1 \text{ eV} = 1.6 \times 10^{-19} \text{ J}) \)

 

물질을 이루고 있는 상태의 측면에서 보면, 플라즈마는 고체, 액체, 기체와 구분되는 물질의 제4의 상태