等离子体诊断学
等离子体诊断学
plasma diagnostics
对等离子体的性质和状态以及各种参量（即表征等离子体性质和状态的物理量）的测定，是等离子体实验研究和等离子体各项应用中需要首先解决的一个问题。由于等离子体的现象和行为复杂多变，对它的性质和状态，往往不可能从单项测量直接得出准确的结论，而需要通过对几种参量的并行测量和有关因素（例如，平衡状况、粒子速度分布、磁场变化等）的综合分析才能推断出来，因此，习惯上使用“诊断”这个名词。
等离子体种类繁多。就现在已经观测到的天文范围说，宇宙中的物质，包括发光的恒星在内，绝大部分是等离子体。此外，人类自从发明取火以来，又创制出多种人造的等离子体（图1）。目前已知的各种等离子体，就它们的参量来说，电子数密度相差达30个数量级以上，温度相差 7个数量级以上；就它们的运动来说，有的处于宏观地宁静或恒定地流动的状态，有的处于剧烈变化或散乱湍动的不稳定状态。各种等离子体的成分、电离度和其他多种性质，差别也很大。所有这些，都需要按照情况，根据各种等离子体的不同特点，使用适合的方法,进行测量诊断。图2以电子数密度为例，列举了适用于不同量程范围的各种方法和仪器。
从历史发展看，等离子体诊断学渊源于光学天文观测。以恒星发射的可见光为起点的天文观测现在已发展成为包括射频电磁波、红外线、紫外线、X 射线、γ射线以及各种粒子在内的天文等离子体诊断，它是天体测量学和天体物理学的一个重要基础。19世纪以来，气体放电的研究，提供了等离子体的实验室观测。核爆炸性能的确定要依靠对爆炸形成的等离子体的诊断。现代高空飞行器和航天技术以及无线电通信技术的发展，也对等离子体诊断起了促进作用。当前，受控热核聚变和空间开发等研究和应用的需要，正在进一步推动等离子体诊断学的发展。