实验室分析仪器--等离子体的概念
1、等离子体
等离子体是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，是物质除固态、液态、气态之外存在的第四态。1879年由克鲁克斯（William Crookes）发现处于高温状态下的气体，分解为原子并发生电离，形成了由离子、电子和中性粒子组成的“超气态”，处于“等离子”形态。这种状态广泛存在于宇宙中，从处于放电中的气体到太阳和恒星表面的电离层等都是等离子体，据印度天体物理学家沙哈（M.Saha）的计算，宇宙中99.9％的物质处于等离子体状态。
1928年美国科学家欧文.朗缪尔（Langmuir）和汤克斯（Tonks）首次将“等离子体”（plasma）一词引入物理学，用来描述气体放电管里的物质形态。将等离子体定义为一种在一定程度上被电离了的气体，其导电能力达到充分电离气体的程度，而其中电子和阳离子的浓度处于平衡状态，宏观上呈电中性，故称为等离子体。
2. 等离子体的性状
物理学上的等离子体是指物质处于高度电离、高温高能、低密度的气体状态，常被称为“超气态”，它和气体有很多相似之处，没有确定形状和体积，具有流动性，是一种电离气体，总体呈电中性，可被电磁场控制在一定的范围之内。存在带负电的自由电子和带正电的离子，具有很高的电导率，与电磁场存在极强的耦合作用，带电粒子可以同电场耦合，带电粒子流可以和磁场耦合。
等离子体密度：在自然和人工生成的各种主要类型等离子体的密度数值，从密度为106m-3的稀薄星际等离子体到密度为1025m-3的电弧放电等离子体，跨越近20个数量级。
等离子体温度：等离子体包含2～3种不同粒子，有自由电子、带正电的离子和未电离的中性原子和分子。不同的组分有不同的温度，如电子温度Te、离子温度Tion和中性粒子温度Tn。由于密度和电离程度的不同，它们之间的温度可以相近，也可以有很大的差别。其温度分布范围从低温100K到超高温核聚变等离子体的108～109K。
等离子体类型：按温度区分可分为高温等离子体和低温等离子体两大类。
高温等离子体是指高度电离的等离子体，电离度接近100％，离子温度Tion和电子温度Te都很高，等离子体的温度可达106～108K。
低温等离子体是指轻度电离的等离子体，电离度在0.1％～1％，离子温度Tion一般远低于电子温度，等离子体的温度低于106K。
在实际应用中低温等离子体呈现为热等离子体和冷等离子体：
①热等离子体
气体压力在常压时，粒子密度较大，电子浓度高，平均自由程小，电子和重粒子之间碰撞频繁，电子的动能很容易直接传递给重粒子（原子和分子），这样，各种粒子（电子、正离子、原子和分子）的热运动动能趋于接近整个气体接近或达到热力学平衡状态，气体的温度和电子温度相等，温度约为数千度到数万度，这种等离子体称为热等离子体。
②冷等离子体
当在气体放电系统中，气体的压力和电子浓度低，则电子与重粒子碰撞的机会少，电子从电场中得到的动能不易与重粒子交换，重粒子的动能较低，即气体的温度较低，这样的等离子体处于非热力学平衡状态，叫作冷等离子体。光谱分析用的辉光放电灯，空心阴极灯内的等离子体都属于冷等离子体。
在大气压下工作的光谱分析的光源都具有低温等离子体性状，属于热等离子体或非热力学平衡状态等离子体，温度约在4000～10000K发射光谱分析的电弧、直流等离子体喷焰，N2-ICP光源等是热等离子体，而Ar-ICP光源有热等离子体的性质，也有偏离热等离子的特性。在光谱分析的光源中，如前所述的发射光谱光源如电弧放电（arc）、火花放电（spark）和辉光放电光源以及某些类型的火焰发射光源，均具有等离子体的属性。但通常不将火焰、电弧、火花光源称为等离子体光源，习惯上仅将ICP、MP等呈火焰状的放电光源叫作等离子体光源。
