美丽的等离子体球

本周在 Science Lab 科学课下课后，小朋友们被美丽的等离子体球吸引住了，玩不够。并且，很多“为什么”的问题又迸发出来。在这里，Serena给好奇宝们对 plasma（等离子体） 作出最基本的介绍。

我们通常知道物质有三种基本状态：固体、液体和气体。等离子体被认为是物质状态的第四种。

威廉克鲁克斯爵士于1879年首次对等离子体进行科学描述。紧接着，英国物理学家JJ汤姆森爵士用阴极射线管进行的实验导致他提出了一个新的原子模型，其中原子由带正电荷（质子）和带负电荷的亚原子粒子组成。等离子体一词来自希腊语，意思是“果冻”或“可塑材料”。这个词是由化学家欧文朗缪尔于1928年用以定义这种物质形式。

通常，人们通过加热气体，直到让它的电子具有足够的能量用来逃脱带正电荷的原子核的吸引力，来制造等离子体。随着分子的键的断裂，原子获得或失去电子，形成离子。由此可见，等离子体由自由电子和带正电的离子（阳离子）组成，但它整个还是呈现电中性。

等离子体可以使用激光，微波发生器或任何强电磁来制造。

从某种意义上说，等离子体就像一种气体，呈现出容器的形状和体积。然而，等离子体不像气体那样自由，因为它的颗粒是带电的。因为相反的电荷相互吸引，经常使等离子体保持一般的形状或流动。等离子体对电磁场起反应并导电。与之相反的是，大多数气体是电的绝缘体。并且，等离子体的压强通常比气体低得多。

等离子体球 ，也叫 等离子体灯 ，是尼古拉·特斯拉为了研究高压现象，在真空玻璃管中对高频电流进行实验时发明的。特斯拉把他的发明称为“惰性气体放电管”。现代等离子体球的设计，是后来由麻省理工学院的学生比尔·帕克所开发。

等离子体球是由一个密封的玻璃球壳，其中含有低压惰性气体组成。球的中心是高压电极，并连接到电源。当球接通电源时，电流使球中的气体电离，产生等离子体。我们可以在等离子球中观察到等离子体的一些性质。

当你触摸等离子体球的表面时，你可以看到等离子体丝在电极和绝缘玻璃壳之间的运动轨迹。虽然你看不到它，但高频电流其实已延伸到球的表面之外。

你还可以做个实验：如果你将荧光灯管（或灯泡，即节能灯）放在球附近，同样的能量会激发荧光灯中的汞原子。被激发的汞原子会发射紫外线，紫外线被荧光灯内的荧光粉涂层吸收，并将紫外光转换成可见光。所以，你能看到荧光灯泡会亮起来。换言之，你可以用等离子体球让荧光灯管（泡）亮起来。有条件可以亲自尝试一下喔。

等离子体球玩具是等离子体及其行为方式的典型示例。除此以外，等离子体还存在于霓虹灯、荧光灯内的激发低压气体、等离子体显示器、焊接电弧和特斯拉线圈中。等离子体的自然例子包括闪电极光、地球的电离层、圣艾尔摩之火和电火花。尽管在地球上不常见，但等离子体是宇宙中最丰富的物质形式（不包括暗物质）。恒星（包括太阳内部）、太阳风和日冕由完全电离的等离子体组成。彗星的尾巴、核爆炸的火球、星际气体云也含有等离子体。

好奇宝们，如果你们还有其它问题，你们可以自己查资料或者给我留言哦。Serena的工作就是满足脑洞大开的宝贝们的智力需要。