等離子體的基本概念

   等離子體（plasma)一詞首先有朗繆爾（Langmuir)在1929年提出的。目前泛指電離的氣體。等離子體與一般的氣體不同，它不僅含有中性原子和分子，而且含有大量的電子和離子，因而是電的良導體。因其中正電荷，負電荷密度相等，從整體來看是電中性的，故稱等離子體。像火焰和電弧的高溫部分及太陽和其他恒星表面的電離層等，從廣義上來說都是等離子體。但光譜額分析常說的等離子體是指電離度較高的氣體，其電離度約在0.1%以上。普通的化學火焰電離度很低，一般不在稱為等離子體。 
         等離子體按其溫度可分為高溫等離子體和低溫等離子體兩大類。當溫度達到10⁶~10⁸K的范圍時，氣體中所有分子和原子完全離解和電離，稱為高溫等離子體。當溫度低于10⁵K時，氣體僅部分電離，稱為低溫等離子體。作為光譜分析光源的ICP放電所產生的等離子體是屬于低溫等離子體，其zui高溫度不超過10⁴K，電離度約為0.1%。
        在實際應用中又把低溫等離子體分為熱等離子體和冷等離子體。當氣體在大氣壓力下放電，粒子（原子和分子）密度較大，電子的自由行程較短，電子和重粒子之間頻繁碰撞，電子從電場獲得的動能較快的傳遞給重粒子。這種情況下各種粒子（電子，正離子，原子和分子）的熱運動動能趨于相近，整個體系接近或達到熱力學平衡狀態，氣體溫度和電子溫度比較接近和相等，這種等離子體稱為熱等離子體。作為光譜分析光源的直流等離子體噴焰，ICP放電等都是熱等離子體，是在大氣壓力下產生的。應當指出，并不是在大氣壓力下放電的等離子體都處于熱力學平衡狀態或是局部熱力學平衡狀態。如果放電在低氣壓下進行，電子密度較低，則電子和重粒子碰撞機會少，電子從電場得到的動能不易與重粒子交換，他們之間的動能相差較大，放電中氣體溫度遠低于電子溫度。這樣的等離子體處于非熱力學平衡狀態，或者非局部熱力學平衡狀態，叫冷等離子體。作為光譜分析光源的輝光放電等和空心陰極燈光源等，都是冷等離子體。