等离子体的基本概念

         等离子体（plasma)一词首先有朗缪尔（Langmuir)在1929年提出的。目前泛指电离的气体。等离子体与一般的气体不同，它不仅含有中性原子和分子，而且含有大量的电子和离子，因而是电的良导体。因其中正电荷，负电荷密度相等，从整体来看是电中性的，故称等离子体。像火焰和电弧的高温部分及太阳和其他恒星表面的电离层等，从广义上来说都是等离子体。但光谱额分析常说的等离子体是指电离度较高的气体，其电离度约在0.1%以上。普通的化学火焰电离度很低，一般不在称为等离子体。 
         等离子体按其温度可分为高温等离子体和低温等离子体两大类。当温度达到10⁶~10⁸K的范围时，气体中所有分子和原子*离解和电离，称为高温等离子体。当温度低于10⁵K时，气体仅部分电离，称为低温等离子体。作为光谱分析光源的ICP放电所产生的等离子体是属于低温等离子体，其zui高温度不超过10⁴K，电离度约为0.1%。
        在实际应用中又把低温等离子体分为热等离子体和冷等离子体。当气体在大气压力下放电，粒子（原子和分子）密度较大，电子的自由行程较短，电子和重粒子之间频繁碰撞，电子从电场获得的动能较快的传递给重粒子。这种情况下各种粒子（电子，正离子，原子和分子）的热运动动能趋于相近，整个体系接近或达到热力学平衡状态，气体温度和电子温度比较接近和相等，这种等离子体称为热等离子体。作为光谱分析光源的直流等离子体喷焰，ICP放电等都是热等离子体，是在大气压力下产生的。应当指出，并不是在大气压力下放电的等离子体都处于热力学平衡状态或是局部热力学平衡状态。如果放电在低气压下进行，电子密度较低，则电子和重粒子碰撞机会少，电子从电场得到的动能不易与重粒子交换，他们之间的动能相差较大，放电中气体温度远低于电子温度。这样的等离子体处于非热力学平衡状态，或者非局部热力学平衡状态，叫冷等离子体。作为光谱分析光源的辉光放电等和空心阴极灯光源等，都是冷等离子体。