等離子清洗機(jī)的等離子體都包含哪些基本粒子？
文章導(dǎo)讀：我們知道等離子清洗機(jī)產(chǎn)生的等離子體屬于弱電離的狀態(tài)，所以低溫等離子體放電過(guò)程一般存在著六種基本粒子：光子、電子、基態(tài)原子(或分子)、激發(fā)態(tài)原子(或分子)以及正離子和負(fù)離子。
1、 等離子清洗機(jī)中的光子和電子不具備內(nèi)部結(jié)構(gòu)，光子的能量決定于它的頻率v。
2、 等離子清洗機(jī)中的自由電子的能量由它的運(yùn)動(dòng)速度 v決定，從原子分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)分析，根據(jù)量子力學(xué)原理，它們可以處于大量不同能態(tài)中的任一個(gè)能態(tài)，這些能態(tài)可按能量的大小排列成能級(jí)圖。
3、等離子清洗機(jī)中的原子的能級(jí)圖是由原子內(nèi)部所有的粒子共同決定的，未受擾動(dòng)的原子和分子一般處于最穩(wěn)定的基態(tài)能級(jí)上，但我們感興趣的只是原子最外層的電子即價(jià)電子的能量，因?yàn)闅怏w放電過(guò)程主要是由這些電子參加的。當(dāng)價(jià)電子從外界獲得額外的能量時(shí),它可以躍遷到更高的能級(jí)，原子處于激發(fā)態(tài)。電子處于激發(fā)能級(jí)上的時(shí)間很短(約10-8s)，然后就躍遷回到基態(tài)或另一個(gè)較低的激發(fā)能級(jí)，并以光子的形式輻射出激發(fā)時(shí)獲得的額外能量。
也有一些能級(jí)(亞穩(wěn)能級(jí))的壽命比較長(zhǎng)，處于這些激發(fā)態(tài)的原子，如果不與別的粒子或腔壁碰撞，不可能以輻射光子的形式回到低能級(jí)，稱(chēng)這些原子所處的激發(fā)態(tài)為亞穩(wěn)（見(jiàn)下圖）。原子處于亞穩(wěn)態(tài)的壽命可以10ms到幾秒，甚至幾天。當(dāng)電子獲得的能量超過(guò)電離能時(shí)，電子就與原子完全脫離而成為自由電子，原子則變成正離子。
分子的能級(jí)曲線(xiàn)
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2、 等離子清洗機(jī)中的自由電子的能量由它的運(yùn)動(dòng)速度 v決定，從原子分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)分析，根據(jù)量子力學(xué)原理，它們可以處于大量不同能態(tài)中的任一個(gè)能態(tài)，這些能態(tài)可按能量的大小排列成能級(jí)圖。
3、等離子清洗機(jī)中的原子的能級(jí)圖是由原子內(nèi)部所有的粒子共同決定的，未受擾動(dòng)的原子和分子一般處于最穩(wěn)定的基態(tài)能級(jí)上，但我們感興趣的只是原子最外層的電子即價(jià)電子的能量，因?yàn)闅怏w放電過(guò)程主要是由這些電子參加的。當(dāng)價(jià)電子從外界獲得額外的能量時(shí),它可以躍遷到更高的能級(jí)，原子處于激發(fā)態(tài)。電子處于激發(fā)能級(jí)上的時(shí)間很短(約10-8s)，然后就躍遷回到基態(tài)或另一個(gè)較低的激發(fā)能級(jí)，并以光子的形式輻射出激發(fā)時(shí)獲得的額外能量。
也有一些能級(jí)(亞穩(wěn)能級(jí))的壽命比較長(zhǎng)，處于這些激發(fā)態(tài)的原子，如果不與別的粒子或腔壁碰撞，不可能以輻射光子的形式回到低能級(jí)，稱(chēng)這些原子所處的激發(fā)態(tài)為亞穩(wěn)（見(jiàn)下圖）。原子處于亞穩(wěn)態(tài)的壽命可以10ms到幾秒，甚至幾天。當(dāng)電子獲得的能量超過(guò)電離能時(shí)，電子就與原子完全脫離而成為自由電子，原子則變成正離子。
原子或離子的激發(fā)能級(jí)
4、 等離子清洗機(jī)中的分子一般是由幾個(gè)原子組成的，由于這些原子之間的相互影響，分子能級(jí)比原子能級(jí)復(fù)雜，氣體分子的激發(fā)和電離也與氣體原子的激發(fā)和電離不同。分子的內(nèi)能除電子能量外，還有振動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)能，這些能級(jí)也都是分立的，能級(jí)圖十分復(fù)雜如下圖所示。
分子的能級(jí)曲線(xiàn)
5、 等離子清洗機(jī)中的正離子的能態(tài)也可用能級(jí)圖來(lái)表示，正離子一次電離的原子的電離能相應(yīng)于原子產(chǎn)生二次電離所需的能量；負(fù)離子是電子附著到某些原子或分子(特別是那些外電子殼層幾乎填滿(mǎn)的原子或分子)上而形成的。負(fù)離子的能量等于原子或分子的基態(tài)能量加上電子親和能.。
6、 等離子清洗機(jī)中的氣體放電中的中性粒子是原子或分子。原子可以是惰性氣體原子或金屬蒸氣原子；分子可以是簡(jiǎn)單的雙原子分子，也可以是復(fù)雜的多原子分子。氣壓的范圍跨度從零點(diǎn)幾帕到幾十萬(wàn)帕，相應(yīng)粒子密度的變化范圍達(dá)108數(shù)量級(jí)。
通常等離子清洗機(jī)中的氣體放電中的帶電粒子是電子和各種離子，典型的氣體放電的電子密度是1016~1020/m3。氣體放電中的正離子和負(fù)離子與原來(lái)的中性粒子不同，例如在空氣放電等離子體中所產(chǎn)生的大量離子，其中包括N+、N、O+、O2、NO-、NO2、O2和O3等.。每一種離子都將影響氣體放電的電特性，不過(guò)電子的作用通常占主導(dǎo)地位。
等離子清洗機(jī)中的低溫等離子體中存在各種不斷運(yùn)動(dòng)和碰撞的粒子，它們都屬于非彈性碰撞，我們稱(chēng)為等離子體元過(guò)程，即等離子體微觀(guān)過(guò)程，如下表
6、 等離子清洗機(jī)中的氣體放電中的中性粒子是原子或分子。原子可以是惰性氣體原子或金屬蒸氣原子；分子可以是簡(jiǎn)單的雙原子分子，也可以是復(fù)雜的多原子分子。氣壓的范圍跨度從零點(diǎn)幾帕到幾十萬(wàn)帕，相應(yīng)粒子密度的變化范圍達(dá)108數(shù)量級(jí)。
通常等離子清洗機(jī)中的氣體放電中的帶電粒子是電子和各種離子，典型的氣體放電的電子密度是1016~1020/m3。氣體放電中的正離子和負(fù)離子與原來(lái)的中性粒子不同，例如在空氣放電等離子體中所產(chǎn)生的大量離子，其中包括N+、N、O+、O2、NO-、NO2、O2和O3等.。每一種離子都將影響氣體放電的電特性，不過(guò)電子的作用通常占主導(dǎo)地位。
等離子清洗機(jī)中的低溫等離子體中存在各種不斷運(yùn)動(dòng)和碰撞的粒子，它們都屬于非彈性碰撞，我們稱(chēng)為等離子體元過(guò)程，即等離子體微觀(guān)過(guò)程，如下表
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