プラズマの発生に高周波が必要なのはなぜ?

ネオン管やプラズマテレビ、最近じゃプラズマクラスターなんてのもありますよね。でも、どれも共通して「高周波(こうしゅうは)」ってやつが関わってるんです。

 

じゃあ、どうしてプラズマを作るのに高周波が必要なんでしょうか?

 

このページでは、プラズマの発生と高周波の関係を、電気と粒子の動きからわかりやすくかみ砕いて解説していきます!

 

 

まず、プラズマってなに?

プラズマとは、電子とイオンがバラバラになった状態の物質のこと。よく「第4の状態」なんて呼ばれたりもします。

 

普通の物質は、

 

  • 固体
  • 液体
  • 気体

 

のどれかなんですが、そこにエネルギーを加えすぎると、電子が原子から飛び出してしまって、プラズマ状態になるんですね。

 

高周波ってどんな電気?

高周波とは、1秒間に何百万〜何億回も振動する電気のことです。たとえば、

 

  • 家庭用の電気:50〜60Hz(ヘルツ)
  • 高周波:数千Hz〜数GHz(ギガヘルツ)

 

つまり、めちゃくちゃ細かくビリビリ震える電気なんです!

 

高周波がなぜプラズマを作るのか?

ここが本題!

 

高周波の電場は、電子に高速で前後にビシバシ力を与えることができる

 

つまり、こんなことが起きます。

 

  1. 気体の中に少しでも電子があると、高周波がビシバシ揺さぶる
  2. 電子が加速して、他の原子に衝突
  3. その衝突でまた電子が飛び出す
  4. → どんどん増えていく(電子雪だるま式!)

 

これが放電の連鎖反応、つまりプラズマの発生です!

 

そして高周波は、電子が電極に吸い寄せられて失われるのを防ぐ効果もあるので、

 

安定してプラズマを維持するのにもピッタリなんです!

 

まとめ:高周波は「電子のムチ」みたいなもの!

低い周波数だと電子がゆっくりしか動かないし、衝突してもエネルギー不足。でも、

 

高周波なら電子をビュンビュン動かせて、効率よくプラズマを生み出せるってわけです!

 

高周波が必要な理由?そりゃあお前、電子にムチ打ってガンガンぶつけて、イオン化させるにはスピード勝負だろうが!ゆる〜い電気じゃ話になんねぇのよ、プラズマ作りたきゃ“ビシバシ”いけ!