질문 ::

플라즈마가전기적중성을띄는구체적이유와 제4의상태로구분하는기준은무엇인가요?

답변 :

플라즈마는 전기적으로 준중성상태를 유지하고 있습니다.
그이유는 일반적으로 플라즈마의 형성은 하나의 원자나 분자에
가속된 초기 자유 전자들에 의해서 이온화 반응에 의해서
플라즈마가 형성되는데 이때 하나의 이온과 하나의 전자가 만들어지며
이과정이 무수히 많이 일어나게 되어 이들 하전입자들에 의해서 디바이
차폐길이는 점차 짧아져서 반응기의 크기보다 매우 작게됩니다. 따라서
조그마한 전위의 변화가 플라즈마 내에서 일어난다 하더라도 그 전위의
변화는 차폐길이 밖에서는 쉽게 탐지되기 힘들며 이 말은 다른 의미로
플라즈마가 외부 교란에 대해서 스스로 잘 보호한다는 의미도 됩니다.

또한 플라즈마를 제4의 물질 상태라 하는데 물질의 상태가 바뀌게 되는
상태변화의 시기에는 인가되는 열량에 따라서 물질의 온도가 변하지 않고 내부에너지만 변하는 시점을 경계로 합니다. 즉 얼음의 경우 고체에서 물로 변할때 80kcal가 필요하고 물에서 수증기가 될때 540kcal가
필요합니다. 이런 에너지들은 격자간의 간격을 떨어뜨리고 분자의
운동을 활발히 하거나 분자들이 분리되는데 사용되는 에너지 입니다.
만일 수증기나 물 분자에 에너지가 더 인가된다면 이때는 물분자가
해리되고 분자나 원자의 최 외각전자들이 궤도를 이탈하여 자유전자가
되는 이온화 반응이 일어나며 원자의 경우 양전하를 띄는 핵과 음전하
를 갖는 전자들로 분리되게 됩니다. 이러 이온화된 개스 상태가 존재하게 되는데 이런 상태를 플라즈마 상태라 하고 기체상태와 구분하여
제4의 물질상태라 부릅니다.