플라즈마 상태

소개글

플라즈마 상태에 대한 레포트입니다.

목차

플라즈마의 정의와 역사
플라즈마의 생성
플라즈마의 특성
주변의 플라즈마 상태
플라즈마의 응용

본문내용

플라즈마의 정의와 역사
플라즈마는 물질의 제4의 상태라고 불린다. 물질의 상태는 대략적으로 고체, 액체, 기체, 플라즈마로 나눌 수 있다. 기체를 고온의 상태로 만들어 주면 기체들끼리 충돌이 심해지고 충돌 에너지가 이온화 에너지 정도가 되면 기체 원자에 있는 전자가 밖으로 나오게 된다. 이때 원자는 양이온이 되어 기체가 전기적으로 이온과 전자로 분리되는 플라즈마 상태 즉 전리 상태가 된다. 이러한 상태는 마치 전해질 수용액 상태와 비슷한데 대신 기체 상태라는 것이 다르다. 이러한 플라즈마 상태는 고온에서 가능하며 화학적으로 매우 활성이 강한 상태로 지구상에서는 이러한 플라즈마 상태가 거의 존재하지 않는다. 왜냐면 지구의 온도가 매우 낮아 기체들의 충돌로 이온화가 일어나지 않기 때문이다. 하지만 우주적으로 보면 99% 이상이 플라즈마 상태에 있는데 우리 태양계에서 보면 태양이 그 대표적인 예다. 태양은 내부에서 핵융합으로 에너지를 방출하는 거대한 플라즈마 덩어리이다. 사실 우리 눈으로는 플라즈마가 희귀하지만 시간을 거꾸로 돌리면 빅뱅에서부터 우주 전체가 플라즈마 상태였으며 식으면서 기체나 액체 고체 상태가 만들어진 것이다.

그림 1. 물질의 상태
플라즈마라는 이름은 그리스어에서 온 말로 플라스틱과 같은 어원을 갖고 “주형된 것”또는“채우는 것”이란 뜻을 가지고 있다. 실제로 인공적으로 플라즈마를 만들면 거의 용기를 채운다. 최초의 인공적인 플라즈마 발생 실험은 패러데이에 의해서 되었으며 1879년 크룩에 의해 플라즈마 상태가 물질의 네 번째 상태로 일컫어졌다. 그리고 1928년도에 량뮤어가 플라즈마라는 이름을 명명하게 되었는데 이후 량뮤어는 플라즈마 연구로 노벨상을 받게 되었다.
플라즈마 발생 방법은 기체를 가열할 경우 수만 도까지 올리는 것이 매우 어렵기 때문에 전자를 가속시켜 기체 원자와 충돌시켜서 만든다. 보통 이온화 에너지는 전압으로 고치면 약 10-20V 정도로 전기 에너지로는 쉽게 만들 수 있다. 플라즈마는 고온의 상태로 들뜬 상태 에너지가 이온화 에너지보다 낮기 때문에 플라즈마 내에는 수많은 들뜬 상태의 기체 원자들이 있어 이들이 낮은 상태로 전이하면서 빛이 나오는데 이를 이용하는 것이 형광등, 네온사인 그리고 첨단 평판 TV인 PDP다.

참고 자료

없음