株式会社ジェイ・サイエンス・ラボ

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初心者のためのプラズマ講座 第2回 原子構造について

原子構造について

前回はプラズマについておおまかに勉強しましたが、 今回はもう少し詳しく、プラズマについて勉強していきましょう。
物質のもととなる原子は、
・陽子
・中性子
・電子
の3つから構成されています。
固体・液体・気体のいずれの状態でも、プラスの電荷を持った陽子とマイナスの電子を持った陽子が常に同数で安定した状態を保っています。
 

 

どうやったらプラズマ状態になるの?

物質にエネルギーを加え続けると、物質はプラズマ状態になります。 図のように熱を加えてどんどん活発な状態にしていけば、 原子構造内の電子が軌道から飛び出し、マイナスの電荷を持った自由電子なります(電離)。一方電子が出ていった原子はプラスの電荷を持つ、陽イオンとなりそれぞれが自由に飛びまわってる不安定な状態(プラズマ状態)になります。これが温度上昇によるプラズマ発生方法です。
また、電気エネルギーを利用したプラズマ発生方法があります。 プラスの電荷とマイナスの電荷は引き合うことを利用した方法です。
プラス極とマイナス極を一定距離に保ち、 それぞれプラス・マイナスの電荷を帯びさせ、 どんどん電荷を強くしていけば いずれ放電が起こります。
放電とは、電子がプラス・マイナス間を移動することです。
電極から放たれた電子は電場で加速し、他の分子にぶつかり、その分子に含まれる電子を弾き飛ばします。 弾き飛ばされた分子はさらに他の分子にぶつかり… ということを繰り返すことで、プラズマ状態にするのです。  
 

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