플라스마(plasma), 플라즈마

산과바다

 

                            플라스마 램프안에서 만들어지는 플라스마

 

 

플라스마(plasma)

 

플라스마(plasma)는 물리학이나 화학 분야에서 디바이 차폐를 만족하는 이온화된 기체를 말한다. 물질의 기본적인 세 가지 상태인 기체, 액체, 고체 상태와 더불어 또 하나의 상태로 여겨진다. 자유롭게 움직이는 전하들 때문에 플라스마는 높은 전기 전도성을 띠며 전자기장에 대한 매우 큰 반응성을 갖는다.

플라스마의 성질은 일반적인 기체와 매우 다르기 때문에 물질의 네 번째 상태라고 불리며, 윌리엄 크룩스에 의해 1879년에 방전관에서 처음으로 확인되었다. 당시 그는 이것을 발광물질이라고 칭했다. Crookes tube에서 음극선에 대한 연구는 영국의 물리학자 조지프 존 톰슨에 의해 1897년에 재차 이루어졌고, 플라스마라는 명칭은 1928년 어빙 랭뮤어에 의해 처음 쓰였다. 랭뮤어는 다음과 같은 글을 남겼다:

“극소수의 전자가 존재하는 시스(sheath) 영역의 전극 근처를 제외하고, 전리된 기체는 대략 같은 수의 전자와 이온을 포함하기 때문에 공간합성전하(resultant space charge)는 매우 작다. 플라스마라는 이름은 이온과 전자의 전하량이 균형을 이룬 이러한 영역을 묘사하기 위해 사용될 수 있다.”

상세히 설명하면, 플라스마는 전기전도성을 가지는 전하를 띤 입자들의 집합체로, 외부 전자기장에 집합적으로 반응한다. 플라스마는 일반적으로 중성기체와 같은 집합체 또는 이온빔의 형태를 취하지만, 티끌(dust or grain)을 포함하기도 하며, 이러한 플라스마를 티끌 플라스마(dusty plasma)라 한다.

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