電漿的溫度（Temperatures）

電漿的溫度（Temperatures）
國立台南第一高級中學二年級阮鏞蔘/國立台南第一高級中學物理科王俊乃老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

電漿溫度常常是以凱氏溫標 kelvins 或是電子伏特 electronvolts 來量度，同時也是每個粒子作熱運動能量的非正式測量。就算在馬克士威能量分布方程式中發現有明顯差異，好比處於紫外線、高能粒子或是強大電場的影響下，電子間依然幾近於熱平衡 thermal equilibrium，而可以被相對完整的測量溫度。

由於質量尺度的巨大差異，電子自己達到熱力學平衡的速度，遠比與離子或中心原子一起達到平衡的速度快。根據這個因素，”離子溫度”(通常較低)與”電子溫度 electron temperature”迥然不同。這在弱電離技術的電漿更是常見，離子此時常常是接近周圍溫度。

根據電子、離子與中性粒子的溫度差異分類，電漿可區分為”熱體(thermal)”或是”非熱體(non-thermal)”兩種。熱體電漿擁有相同溫度的電子和重粒子注兩者是熱平衡。非熱體電漿則是有低溫的(通常是室溫)離子與中性粒子，與溫度較高的電子。

溫度掌控了電漿游離的程度。具體而言，電漿游離是由與”游離能ionization energy”相關的的電子溫度來決定，此關係式被稱為薩哈方程式。電漿有時在幾乎完全游離時被視為”熱的”，反之只有一小部分(例如 $$1\%$$)的氣體分子游離時，則被視為”冷的電漿”(其他定義”熱電漿”與”冷電漿”的方式也很常見)。儘管是在”冷”電漿中，電子溫度還是高達攝氏幾千度。”電漿科技”(“技術性電漿”)應用的電漿通常是冷電漿。

參考資料：

1. Plasma (physics).http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_(physics)#Temperatures