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兩三年前,朋友實現了北歐極光之旅;他形容極光之夢幻美麗,這輩子絕對要現場感受震撼。

你親眼看過極光嗎?其實,極光也是地球物質的其中一種電漿態呢!

▍燦爛炫目的極光,原來是這樣形成的

這讓許多人心心念念嚮往的極光,原來是來自地磁或太陽風(太陽的高能帶電粒子流)與大氣的反應變化;大都發生在春、秋兩季、地球南北緯 67 度範圍以內的地區。

極光並非地球「專利」的奇特景象,太陽系裡某些具有磁場的行星,也是有機會看見極光喔!

你可能好奇,為什麼在地球看見的極光大都是紅、綠兩色呢?最主要是因為,太陽放出的帶電粒子在前進地球的過程中,會遇上北極上空磁場干擾,使得這些帶電粒子的能量瞬間被釋放;一旦熱成層的氮氣與氧氣原子被電子撞破,就會分別發出燦爛炫目的紅光與綠光。

▍電漿,固、液、氣三態以外的物質第四態

在我們小時候,就已經認識了固態、液態、氣態等物質三態。事實上,物質除了三態,還有第四態「電漿」的存在。

地球上的物質,都是由最基本單位的原子(atom)所組成;原子與原子之間,彼此存在著交互作用。所謂的固態,是指當原子彼此之間有固定結構時,每個原子可以被固定在平衡位置上的狀態。因此,固態有一定的體積與形狀。

當受到外界的微幅振動(巨觀表現即溫度)時,原子會因為獲得動能而變得不安定;隨著溫度逐漸升高,振幅愈加劇烈,最後影響原子無法再被固定在原來的位置,於是形成液態。因此,液態有一定的體積,卻沒有一定的形狀。

一旦溫度繼續上升,原子獲得的動能也愈來愈多,導致彼此距離愈來愈遠,直到破壞聚合形成氣體。因此,氣態沒有一定的體積,也沒有一定的形狀。

最後,當溫度更高或受到強電場影響時,就會形成電漿狀態。電漿主要是由離子、電子,以及不帶電的原子所組成。最初的原子內,帶有等量的正電荷與負電荷;但是在電漿狀態下,帶負電的電子已經與原子分離,所以便與帶正電的離子在同區域內(可以透過磁力,將正負電荷限制在同區域內),進行類似氣體分子的運動。

▍日光燈管,也是電漿的應用呢!

別以為電漿態物質只是少數或特例!科學家推估,宇宙中大約有九成九的物質,都是以電漿的形態存在呢!

生活中的日光燈管,也是電漿的應用喔〜一般的日光燈管,兩端使用的是鎢材質的燈絲線圈,然後管內會填充低壓氬氣(或氬氖混合氣體)與水銀蒸氣,並且在管內壁塗上銀光物質。

通電後,電流會流經燈絲加熱並釋放出電子,進而將管內的氣體改變成為電漿狀態,形成更大的電流。當燈管兩側的電壓增加到一定程度,燈管內部成電場就會開始放電,致使水銀蒸氣放出紫外線;就在這時候,管壁上的螢光物質會吸收紫外線而放出可見光。

▍電漿滅菌空氣清淨機,確保濾淨空氣好品質

還有時下最熱門的家電空氣清淨機,也有品牌搭載最新專利的電漿技術。

針對〔克立淨電漿滅菌空氣清淨機]而言,在多道濾網做更嚴謹的把關同時,更搭載最新專利 EDF 電漿系統,合併電擊、電離、電磁三大作用,同時破壞細菌與病毒的細胞壁、打斷有害氣體的化學結構分子鏈結,並且加倍電量撞擊空氣中的 PM0.001 極小懸浮微粒,提升 HEPA 濾網的吸附力。

不僅攔阻了空氣中的毛髮、棉絮、塵螨、黴菌、……等有害物質,更同時分解了環境中的甲醛有毒氣體,以及油煙、菸味、拜拜焚香、……等惱人氣味,一次解決各種空氣困擾。全效殲滅環境中的各種過敏原,並且淨化有害氣體的同時,最後再利用電漿技術瓦解過濾後的病菌屍體與殘骸,確保過濾後輸出的空氣好品質。

▍電漿形態存在太空天體物理、地球與人造

隨著科技進步,電漿除了應用在我們日常生活中的各種物品與家電,也多方面廣泛應用在半導體的製程機台上的薄膜(濺鍍、電漿化學氣相沉積)、蝕刻(乾式蝕刻)、怖植(離子怖植、電漿浸潤式離子怖植)等各個環節。

無論是太空天體物理現象的太陽風、星際物質、星際星雲,或是地球上的大氣層中的電離層、閃電、極光,以及人造方面的霓虹燈、電漿顯示器、電漿空氣清淨機等,都存在電漿形態。

從現在起,電漿這個名詞對你我是不是又更親切,不再遙遠了呢?

▇ 參考資料: