火（炎）は、部分的に電離したプラズマであり、衝突によって支配されているとはいえ、プラズマを含むことがある：
「炎の中にプラズマが存在するかどうかは、燃えている物質と温度によって決まる」。
現代物理教育プロジェクトでは、プラズマに関するポスター（右図）を作成しており、そこでは炎（つまり火）がプラズマとして示されています。
Francis F. Chenはその著書『Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion』で次のように述べています。 有用な定義は以下の通りです。 プラズマは準中性ガスであり、荷電粒子と中性粒子からなり、集団的な挙動を示す。
彼はさらに、プラズマを識別するために満たす必要のある3つのパラメータを説明する。 これらは、（1）プラズマ近似（2）バルク相互作用（3）プラズマ周波数である。 そして、ある現象が本当にプラズマであるかどうかを3つのパラメータに基づいて評価し、典型的な炎は確かにプラズマであるという基準を満たすと結論付けているのである。
実際には、火は高度に衝突的な部分電離プラズマであり、衝突によって集団的な振る舞いの一部が隠されているかもしれない。
火炎プラズマ
Flames as plasma
Alfred von Engelはこう書いている：
“炎の中で電気プラズマのよく知られた性質を持つ部分を「炎のプラズマ」と呼び、したがってあらゆる種類の炎がこの区別に値するわけではない “と。
タフツ大学物理学・天文学科の天文学教授、ケネス・R・ラングはこう書いています:
「ろうそくの炎は、宇宙のすべての星と同じようにプラズマである」。
M. Ikeya wrote:
「ヴァン・デ・グラーフ発電機の負に帯電した球が、ろうそくの炎のプラズマ中の正イオンを引き寄せる。 炎プラズマは通常、加熱された対流の中で上方に移動するが、重い正イオンが引き寄せられ、低密度の負電荷成分を含む炎の他のすべての成分を一緒に引き下げるため、球の方に引き下げられる。”とある。 (図は参考)
火炎プラズマの種類
Alfred von Engelのノート:
“…火炎プラズマには特殊な種類があり、例えば冷たい火炎や低圧の火炎におけるプラズマは、一般に火炎と呼ばれるものとは異なっている。 “もう一つのタイプは、放電によって発生する原子炎である。 これは、グロー放電やアーク放電が気体の中を通過するときに、気体の分子が解離することで発生することが知られています。 このようにして、原子状水素、原子状酸素、原子状窒素を発生させることができる。 溶融は、短いアーク炎の影響ではなく、水素原子が表面で分子に再結合し、約100kcal/mole、4.5evのエネルギーが放出されることによって起こる。 “もう一つのタイプの炎のプラズマは、例えば分子ガスの希薄なものでは、流れているガスに大きな高周波リング放電をかけることで生成される。 非常に熱い（10,000から12,000K）励起ガスの炎が出現する…”
Flame plasmas in electricity generation
Alfred von Engel wrote:
“工学的問題における火炎プラズマの現在の関心の一つは、磁気流体力学による発電である。 炭化水素の炎は、強い磁場がかかったダクトを通過します。 磁場とガスの流れに垂直な電極は、必ずしも互いに反対ではなく、ファラデーのダイナモの原理を利用した発電機の極を表しており、銅線はここでは高速で動く電離ガスに置き換えられている（66）。
脚注
- Plasma and Flames – The Burning Question (PDF) published 2008 by the Coalition for Plasma Science
- Contemporary Physics Education Project Francis F. Chen, Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion (1984) Springer, 421 pages, ISBN 0306413329 ACADEMIC BOOK
- Chen, Ibid. 12ページ
- A. von Engel and J.R. Cozens, “Flame Plasma” in Advances in electronics and electron physics, by L. L. Marton, Academic Press, 1976, ISBN 0120145200, 9780120145201 (Page 99-144)
- Kenneth Lang at Tufts University ケネス・ラング、太陽・地球・空、シュプリンガー、2006、 ISBN 0387304568,ISBN 9780387304564、284pages. (Page 25)
- 池谷正彦「地震と動物：民間伝説から科学へ」、World Scientific, 2004, ISBN 9812385916 ISBN 9789812385918, 295ページ. 196ページ
- A. von Engel and J.R. Cozens, “Flame Plasma” in Advances in electronics and electron physics, by L. L. Marton, Academic Press, 1976, ISBN 0120145200, 9780120145201 (Page 142-143)
- A. von Engel, J. R. Cozens, “Flame Plasma” in Advanced in electronics and electron physics” in Advanced of electron physics, L. L. Marton, Academic Press, 1976, ISBN 0120145200, 9780120145201 (Page 146-16) von Engel and J.R. Cozens, “Flame Plasma” in Advances in electronics and electron physics, by L. L. Marton, Academic Press, 1976, ISBN 0120145200, 9780120145201 (Pages 143)
See also
- A. Cozens, “炎プラズマ”，by L. Marton, 1979年，ABC出版，Pages 143. Von Engel & J. R. Cozens, “Origin of Excessive Ionization in Flames”, Nature 202, 480 (02 May 1964). “炎中で起こるタイプの燃焼反応は、時に炎ガスの極めて高度なイオン化と励起を伴うことが長い間知られていた（参考文献：Gaydon, A. G. , and Wolfhard, H. G., Flames (Chapman and Hall, London, 1960).）。”
- 物理学フォーラムWebサイト「火はプラズマか」
- What’s In A Candle Flame? – の動画（YouTube
）があります。