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1、物质的第四态等离子体,高中讲学教材,顾琅2009.10,概 述,讲课目的为什么讲这个课题什么叫等离子体等离子体的特点等离子体研究的发展史内容提纲,1.讲课目的启发性讲学目的：世界在如何发展？社会上的人在干什麽?.教课书上知识与社会工作关联.现代传媒丰富，但缺少这些内容，有些还误导年轻人。要智慧人生*中国顶尖科学家郭永怀先生从美国回来后曾说：我现在做的事，就是在年轻人和世界先进科学之间搭起桥梁。在年轻人中普及科学知识很重要,你们是社会进步的希望.,郭永怀,(1009-1968)烈士,力学专家,曾获两弹一星功勋奖章.1941年在美国加洲理工学院从师冯.卡门.1945年,加洲理工学院研究员.1946
2、年,与钱学森一起发表重要力学论文.1955年,康乃尔大学任教,正教授.1956年回国.1956-1968年,对两弹一星及我国力学事业作出了突出贡献.不遗余力培养年轻的科学研究人员1968年,因飞机失事不幸牺牲,终年59岁.,为何讲这个题目？a)宇宙中充斥等离子体，如太阳就是一个等离子体火球,是地球上一切动植物及人类生存的能源.(图)b)等离子体的应用给人类生活带来了巨大变化。最显著的例子：等离子发生器 芯片生产微小化 个人电脑的产生和发展。化学刻蝕的芯片：原理如中学课上玻璃上涂腊再用化学腐蚀。(图),太阳系图,太阳,天狼星,Arturo,在这个比例图上 木星只是一个像素，地球则无法显示,北河三
3、,牧夫座星,在我们可见的星空中.论亮度，心宿二排在第15位。它离地球1000光年,Soleil 1 pixel,在这张比例图上，太阳只是一个像素，木星则无法显示,心宿二,等离子体刻蚀,传统化学刻蚀,刻蚀示意图,c)大自然中的一些等离子体现象关系到 人类生活：如电离层,闪电,北极光,太阳风(图).d)等离子体科学已得到广泛应用 核聚变,天体研究,材料,集成电路,国防,环保,纺织,化工,通讯.还不断有创新.科学家预测,低温等离子体科学技术在 21世纪将会产生突破.据估计,潜在市场每年达一千几百亿美元.(国家基金委报告),北极光图,中科院等离子体研究所列表（安徽合肥）,什麽叫等离子体？物质的一种形态
4、。原子、分子被分离成电子、离子，并共存。,至少有一部分的原子或分子被电离。等离子体的正负电荷数大致相等。所以，等离子体总体并不带电，只是具有较高能量而已。最常见形式是电离气体。能导电,能发光.,与常说的物质的三态不同，是能量的聚集态。固态,液态,气态以分子间排列,距离不同划分.等离子体状态与分子排列无关。等离子体具有物理化学活性。粒子动能大.,等离子体特点,2.受电场，磁场的影响及控制.因而我们可以利用电磁场，温度等控制等离子体环境下的物理化学过程.3.正负带电粒子的同时存在，使等离子体现象多样化，复杂化。粒子之间有明显的电磁作用力.表现出集体行为.,等离子体研究的发展,1879年,英国威廉姆
5、.库克斯确认放电管中的气体呈现电离状态.1924年,阿普尔顿等人通过对无线电波回波的接收证实了等离子体层的作用.1928年,朗缪耳首次采用”Plasma”定义(中译为等离子体)包含了电子，离子，中性原子和分子的气体。*朗缪耳探针的发现促进等离子体研究,1949？用火箭上安装探针探测大气中等离子体层.光谱仪使太阳组成及其能源得以确定.新一代红外相机获得较准确的宇宙空间物体的资料.,1950 年左右 西方国家开始授控核聚变研究.1970年后,等离子体研究开始被广泛用于微电子工业 及其它工业的等离子体加工.1990年，用“发现号”航天飞机发射了哈勃太空望远镜。,欧文.朗缪耳:*,(1881-1957
6、),美国化学,物理学家.1932年获诺贝尔化学奖.定义了同位素,化合价这些概念.早期研究等离子体的科学家之一.曾发现用干冰和碘化物,低温下可用作人工降雨.,讲课内容及提纲,1.概述 2.宇宙中的等离子体(太阳即等离子体火球)3.大自然中的等离子体现象,空间等离子体研究.4.人工产生等离子体:高温等离子体(核聚变)的研究(不可控核反应,核裂变,核聚变)5.低温等离子体的产生方法,分类,应用概述(热等离子体,冷等离子体)6.等离子体特殊的化学反应环境及应用 7.等离子体化学气相沉积(集成电路的微型化应用)8.离子源,离子束的产生.9.一些应用:等离子体电视,等离子体隐身,环保.考核形式 用思考题笔试,重在听课及参与.,
