釋說新語之四:「電漿」原是「電離體」

2008/09/10 – 下午 8:30

劉源俊

  現代用語裡常看到「電漿」這一名詞,較常出現的是在「電漿顯示器」或「電漿電視」這些名詞裡。其實這一名詞顧名思不了義,亟需澄清。

  「電漿」的洋名是plasma (源自希臘文πλάσμα)。Plasma在生物學指漿狀的「血漿」。但這裡講的plasma 則是物理名詞,指的是正電離子、負電子與中性粒子混合而有集體行為的狀態,是1932年諾貝爾化學獎得主Irving Langmuir於1928年首先用來形容放電管裡的某種電離氣體的狀態,迄今剛好有80年的歷史。為何叫plasma呢?他自己也說不清楚,可能是讓他一時想起血漿的狀態吧!在臺灣,是吳大猷先生在1960年代回國講學時首先稱為「電漿」的,沿用至今。

  其實,物理裡的plasma主要的形態是ionized gas,一點都不像「漿」;微觀其局部,是帶電的,但大體看則常是中性的。最好的翻譯應是「電離體」;若譯為「電漿」,會遭致許多誤解。這一名詞大陸上譯成「等離子體」,也是莫名其妙,字數累贅又不得體。他們的著眼點是:氣體電離後,正離子數與負離子數一樣多,所以用了個「等」字。但,這有必要強調嗎?當遇到非電中性的plasma,又怎麼辦呢?

  所有氣體都或多或少有電離的;要夠得上說是電離體,其電荷密度與溫度需滿足某些專業條件。總之,其行為受到電磁力而非只是普通的流體運動律制約。
  一般人從小學、中學獲得的知識,往往根深蒂固,總說物質有三態──固態、液態與氣態。但現代物理界公認,常見物質有「四態」──固態、液態、氣態與電離態 (plasma state) 。大家雖然還不太熟悉電離態,但宇宙中百分之九十九以上的可見物質其實是處於這一狀態。何以如是說?整個太陽是電離態,當然所有恆星都是電離態;星際空間是電離態,地球上空的電離層是電離態;日常生活常見的日光燈、霓虹燈(都是螢光燈)點亮時,燈管裡放電形成電離態;閃電與火焰也都是電離態。能不知道嗎?


  電視的顯示器又是怎麼回事呢?傳統的電視(或電腦)顯示器都是陰極射線管(CRT,利用電子束與螢光的原理),現代平板顯示器則有兩種新設計──液晶(利用濾光的原理)與電離態(利用氣體放電與螢光的原理)。平常大家所說的「電漿電視」,就是把小小的充氣放電格(cells,通常充以惰性氣體)做成陣列夾在顯示器兩片玻璃平板間,每三個一組塗以紅、綠或藍色螢光材料;放電格經放電後發出紫外光,經過螢光材料後生成可見光。是以,「電漿顯示器」應正名為「電離態顯示器」,才不致引起誤解。