作为一个学物理的研究seng
经常会有人对我进行灵魂拷问——
你到底是干啥的?
面对这种不亚于人生三大难题的问题
如果不事先准备好答案
临阵编造的话可能就会得到这样的回复——
你自己都解释不清楚,好意思说你是做科研的?
为了避免陷入这种尴尬的境地,我们今天就来解释一下什么是等离子体,以后遇到这种灵魂拷问
就可以直接扔链接给对方了(~o ̄3 ̄)~
我们假设如下情形:
有一天你买菜回家
正在拿钥匙开门的时候
这时你的邻居也回来了
你们两个面面相觑
不知道讲什么好
。。。。。。
为了避免这种尴尬
你的邻居率先开口了——
危
小王啊,你平时早出晚归,都没什么机会见着你,叔叔我到现在都还不知道你是做什么的呢?来,要不要尝个橙子?
这时你心想:
我一个穷博士
天天朝八晚十
你当然见不到我人啦……
但是作为三好学生
六有青年
社会主义的接班人的你
当然不能这么没礼貌地
回答你慈(烦)祥(人)的邻居
你只好回答说——
哈哈,叔叔见外了。我是个在读的博士生,主要研究方向是等离子体物理。我平时比较忙,今天难得有空,所以就去买了点菜回家。
这时候
你的邻居不出意外地
发出了灵魂拷问——
你刚刚说的“等梨子
体”是什么?我只有橙子喎。
呃……是“等离子体”……
这时候
你作为一名优秀的博士生
准备从脑海里翻出
为博士资格考试准备的那一套说辞
但是你转念一想——
不对啊!
我的邻居只有高中学历
我和他说一大堆
分子动能
分子势能
德拜半径
之类的词
他可能一个都不知道!
那我该怎么办呢φ(* ̄0 ̄)
一边想
你一边摸了摸自己 浓 密 的 头 发……
Eureka!
你想出一个绝妙的比喻
但是你没有足够的纸张来书写
不过没关系——
你可以用你三寸不烂之舌
为邻居解释清楚
什么是等离子体!
——
想要理解等离子体是什么很简单,我们现在假设你往你家的微波炉里放了一块冰块。
这时候你看到的冰块是固体的,那么假如我们把温度调高一点,会发生什么?
这时候你发现微波炉里的冰块融化,变成了一滩水。假如你狠狠心,又把温度调高了一点……
你会发现微波炉里的水全部蒸发了,变成了水蒸气在你的微波炉里游荡。
这时候你的邻居纳闷了——
小王啊,你讲了半天微波炉里的冰块
,这和等离子体有什么关系呀?
您别着急嘛,这就讲到了。假如你家的微波炉比较强力,火力特别足。你今天一狠心把微波炉的温度调到了最高,你可能会发现微波炉里的水蒸气开始发光了,像这样……
啊呸……画错了……是这样。
邻居好奇地问道——
图里面的蓝色球和红色球分别是什么呀?
问得好!等离子体顾名思义就是由离子组成的物质,因自然界存在的等离子体一般是电中性的,故此成为等离子体,也就是常说的物质的第四态。众所周知,我们的物质是由原子构成的,图里面的红色球就是原子核,带正电;蓝色的是电子,带负电。平常电子被束缚在原子核的周围,因此你一般是见不到物质的这种状态的。但是你今天用了洪荒之力,把你家的微波炉的功能榨干到了极致,让微波炉里的水分子充分加热以至于电子脱离了原子核的束缚,从而产生了等离子体。
那为什么在发光呢?
这个问题问得特别好!在我们这种情况下,电子和等离子体是在不停地电离和结合的。在结合的过程中,电子会跃迁并放出光子,因此你就会看到它们在发光了。所以,其实这光是等离子体消亡的痕迹。
嗯……那假如继续加热呢?
哈哈,我就知道你会这么问!那好,我们现在假设你家的微波炉特别昂贵,价值100亿人民币,密不透风,用未知材料制造,并通上了三峡大坝的电缆……这时候你把微波炉的功率调到了最大,你会看到人类从来没有亲眼看到过的景象(你可能会瞎掉)。
嗯?夸克……胶子……都是啥?这还是等离子体吗?
没错,这依旧是等离子体。只不过这时候你温度太高了,以至于原子核都被你拆开了。原子核是由质子和中子构成的,而质子和中子是由更加基本的夸克和胶子构成的,加上电子,这些都是构建你我的最基本的物质单元。
……好吧……今天长见识了……我回去查查资料。小王,谢谢你哦~这个橙子给你!改天来我家尝尝梨子!
哈哈,谢谢叔!我这也该去做饭了~改天聊!
现在明白了吗~
下次遇到这种情况
就可以直接扔这篇文章给ta了(≧∇≦)ノ!
友情出演:
不愿透露姓名的博士小王
谢邀,人在医院,刚完sem,心情稳定。
不是假发,真的没秃,无可奉告。
热心的食橙群众隔壁老张
少年,食橙不?
END
本文内容主要基于加州大学洛杉矶分校 Prof. George Morales教授的等离子体物理课程,经由笔者改编成文。
原标题:啥是等离子体啊?能吃不?
来源:石头科普工作室
编辑:金鱼J
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