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第一章引言目前，在科学研究和工程技术中，低温等离子体领域的研究内容包括电弧等离子体、高频等离子体、微波等离子体、磁流体发电、等离子体加速、大气层中的超高速飞行、热离子能量转换、电子束和离子术技术、气体激光技术、等离子体化学等等。
而高温等离子体研究的主要内容是受控热核聚变。
等离子体物理在空间物理学、现代天体物理学、气体电子学、大规模集成电路加工制造、材料表面改性等领域有广泛应用。
等离子体涉及许多学科领域――物理学、流体力学、气体动力学、热物理、化学、电磁学、材料科学等等。
无论从事上述那一方面等离子体科学与技术的研究和应用，都有必要对等离子体本身有一个基本的了解。
本课程主要论述等离子体的基本性质、单粒子轨道理论、粒子碰撞理论、动力学理论、磁流体力学理论、带电粒子输运性质、各种放电原理及应用等。
从这一章开始，我们将系统讲述等离子体物理学。
本章是全书的引言，我们首先说明什么是等离子体，接着介绍等离子体的分类，以及等离子体物理学的研究方法。
1.1 等离子体概述大家都知道，任何物质由于温度不同可以处于固态、液态或气态。
这些状态是指物质的“聚集态”而言，即大块的物体由于构成它的微观粒子之间结合或凝聚程度不同，而表现出不同的存在状态。
在固态中，粒子之间的结合最紧密，在液态中次之，在气态中则最松散。
要使一个固体转变为液体，需要外界供给能量。
当粒子的平均运动能量超过粒子在晶格中的结合能时，晶体的结构就被破坏，固体因而转变为液体。
对于液体，也有类似的情形。
为了使一种液体转变为气体，每个粒子也必须具有一定的最小动能，以破坏粒子与粒子间的结合键。
当物质达到气体以后，如果继续从外界得到能量，达到一定程度，它的粒子又可以进一步分裂为带负电的电子和带正电的离子，即原子或分子发生电离。
事实上，在任意不等于零的温度下，气体中必有若干粒子是自然的电离，但数量太少，还不会使气体性质发生质的改变。
当有某种自然或人为的原因，使带电粒子浓度超过一定数量以后，气体的行为在许多方面虽然仍与寻常流体相似，但这时中性粒子的作用开始退居次要位置，整个系统将受带电粒子的运动所支配，而表现出一系列新的性质，并可以用外电磁场加以影响。
等离⼦体物理学§2 等离⼦体物理学研究等离⼦体的形成、性质和运动规律的⼀门学科。
宇宙间的物质绝⼤部分处于等离⼦体状态。
天体物理学和空间物理学所研究的对象中，如太阳耀斑、⽇冕、⽇珥、太阳⿊⼦、太阳风、地球电离层、极光以及⼀般恒星、星云、脉冲星等等，都涉及等离⼦体。
处于等离⼦状态的轻核，在聚变过程中释放了⼤量的能量,因此,这个过程的实现，将为⼈类开发取之不尽的能源。
要利⽤这种能量，必须解决等离⼦体的约束、加热等物理问题。
所以，等离⼦体物理学是天体物理学、空间物理学和受控热核聚变研究的实验与理论基础。
此外，低温等离⼦体的多项技术应⽤，如磁流体发电、等离⼦体冶炼、等离⼦体化⼯、⽓体放电型的电⼦器件，以及⽕箭推进剂等研究，也都离不开等离⼦体物理学。
⾦属及半导体中电⼦⽓的运动规律，也与等离⼦体物理有联系。
⼀发展简史19世纪以来对⽓体放电的研究;19世纪中叶开始天体物理学及20世纪对空间物理学的研究；1950年前后开始对受控热核聚变的研究；以及低温等离⼦体技术应⽤的研究，从四个⽅⾯推动了这门学科的发展。
19世纪30年代英国的M.法拉第以及其后的J.J.汤姆孙、J.S.E.汤森德等⼈相继研究⽓体放电现象，这实际上是等离⼦体实验研究的起步时期。
1879年英国的W.克鲁克斯采⽤“物质第四态”这个名词来描述⽓体放电管中的电离⽓体。
美国的I.朗缪尔在1928年⾸先引⼊等离⼦体这个名词，等离⼦体物理学才正式问世。
1929年美国的L.汤克斯和朗缪尔指出了等离⼦体中电⼦密度的疏密波（即朗缪尔波）。
对空间等离⼦体的探索，也在20世纪初开始。
1902年英国的O.亥维赛等为了解释⽆线电波可以远距离传播的现象，推测地球上空存在着能反射电磁波的电离层。
这个假说为英国的E.V.阿普顿⽤实验证实。
英国的D.R.哈特⾥(1931)和阿普顿(1932)提出了电离层的折射率公式，并得到磁化等离⼦体的⾊散⽅程。
1941年英国的S.查普曼和V.C.A.费拉罗认为太阳会发射出⾼速带电粒⼦流，粒⼦流会把地磁场包围，并使它受压缩⽽变形。
