Плазма – фізика
Слово “плазма” походить від грецького слова plasma – оформлене. Спочатку це слово почали вживати в біології для позначення безбарвних рідких компонентів крові і живих тканин. У фізиці слово плазма набуло інший сенс.
При дуже низьких температурах всі речовини знаходяться в твердому стані. Їх нагрівання викликає перехід речовин з твердого стану в рідкий. Подальше підвищення температури призводить до перетворення рідин в газ.
При досить великих температурах починається іонізація газу за рахунок зіткнень бистродвіжущихся атомів або молекул. Речовина переходить в новий стан, зване плазмою.
Запам’ятай
Плазма – це частково або повністю іонізований газ, в якому локальні щільності позитивних і негативних зарядів практично збігаються.
Таким чином, плазма в цілому є електрично нейтральною системою. Залежно від умов ступінь іонізації плазми (відношення числа іонізованих атомів до їх повного числа) може бути різною. У повністю іонізованій плазмі нейтральних атомів немає.
Древні філософи вважали, що основу світобудови складають чотири стихії: земля, вода, повітря і вогонь. У відомому сенсі це відповідає прийнятому нині діленню на агрегатні стани речовини, причому четвертий стихії – вогню і відповідає, очевидно, плазма.
Властивості плазми. Плазма має ряд специфічних властивостей, що дозволяє розглядати її як особливе, четвертий стан речовини.
Через велику рухливості заряджені частинки плазми легко переміщуються під дією електричних і магнітних полів. Тому будь-яке порушення електричної нейтральності окремих областей плазми, викликане скупченням частинок одного знака заряду, швидко ліквідується. Виникаючі електричні поля переміщують заряджені частинки до тих пір, поки електрична нейтральність не відновиться і електричне поле не стане рівним нулю.
На відміну від нейтрального газу, між молекулами якого існують короткодействующие сили, між зарядженими частинками плазми діють кулонівських сили, порівняно повільно убуваючі з відстанню. Кожна частинка взаємодіє відразу з великою кількістю оточуючих частинок. Завдяки цьому поряд з безладним (тепловим) рухом частинки плазми можуть брати участь у різноманітних впорядкованих (колективних) рухах. У плазмі легко збуджуються різного роду коливання і хвилі.
Провідність плазми збільшується в міру зростання ступеня її іонізації. При високих температурах повністю ионизованного плазма за своєю провідності наближається до надпровідників.
Поряд з нагріванням іонізація газу і утворення плазми можуть бути викликані різними випромінюваннями або бомбардуванням атомів газу швидкими зарядженими частинками. При цьому виходить так звана низькотемпературна плазма.
Плазма в космічному просторі. У стані плазми знаходиться переважна (близько 99%) частина речовини Всесвіту. Внаслідок високої температури Сонце та інші зірки складаються в основному з повністю іонізованої плазми.
З плазми складається і міжзоряне середу, що заповнює простір між зірками і галактиками. Щільність міжзоряного середовища дуже мала – в середньому менше одного атома на 1 см3. Іонізація атомів міжзоряного середовища викликається випромінюванням зірок і космічними променями – потоками швидких частинок, що пронизують простір Всесвіту в усіх напрямках. На відміну від гарячої плазми зірок температура міжзоряного плазми дуже мала.
Плазмою оточена і наша планета. Верхній шар атмосфери на висоті 100-300 км являє собою іонізований газ – іоносферу. Іонізація повітря у верхньому шарі атмосфери викликається переважно випромінюванням Сонця і потоком заряджених частинок, що випускаються Сонцем. Вище іоносфери простягаються радіаційні пояси Землі, відкриті за допомогою супутників. Радіаційні пояси також складаються з плазми. Багатьма властивостями плазми мають вільні електрони в металах. На відміну від звичайної плазми в плазмі твердого тіла позитивні іони не можуть переміщатися по всьому тілу.
(2 votes, average: 4.50 out of 5)