기체 상태의 물질에 계속 열을 가하여 온도를 올려주면, 이온핵과 자유전자로 이루어진 입자들의 집합체가 만들어진다. 물질의 세 가지 형태인 고체, 액체, 기체와 더불어 제4의 물질상태 로 불리며, 이러한 상태의 물질을 플라즈마라고 한다.
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
물질 중에서 가장 낮은 에너지 상태를 가지고 있는 고체에 열을 가하여 온도가 올라가면 액체가 되고 다시 열에너지가 가해지면 기체로 전이를 일으킨다. 계속해서 기체가 더 큰 에너지를 받으면 상태전이와는 다른 이온화된 입자들이 만들어 지게 되며 이때 양이온과 음이온의 총 전하수는 거의 같아진다. 이러한 상태가 전기적으로 중성을 띄는 플라즈마 상태가 되는 것이다.
더 자세히 설명하자면 , 높은 온도에서는 원자 중심의 전자가 튀어 나온다. 본래 원자는 전기적으로 중성을 띄고 있다. 전자는 마이너스 전기를 띄기 때문에, 이 상태에서 전자가 튀어 나오면, 원래의 전자는 플러스 전기를 띄게 된다. 이러한 상태가 된 원자를 이온이라 부른다.
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2013.02.08
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