Medžiagos Būsenos: Plazma

{h1}

Plazma yra materijos būsena, panaši į dujas, tačiau atominės dalelės yra įkrautos, o ne neutralios.

Plazma yra materijos būsena, apie kurią dažnai galvojama kaip apie porūšį dujų, tačiau abi būsenos elgiasi labai skirtingai. Kaip ir dujos, plazmos neturi fiksuotos formos ar tūrio ir yra mažiau tankios nei kietos medžiagos ar skysčiai. Tačiau, skirtingai nei įprastos dujos, plazmos yra sudarytos iš atomų, kuriuose visi arba visi elektronai yra atskirti, o teigiamai įkrauti branduoliai, vadinami jonais, laisvai ropoja.

„Dujos yra pagamintos iš neutralių molekulių ir atomų“, - sakė Bafalo universiteto fizikos profesorius Xuedong Hu. T. y., Neigiamai įkrautų elektronų skaičius yra lygus teigiamai įkrautų protonų skaičiui.

„Plazma yra įkrautos dujos, turinčios stiprią Kulono (arba elektrostatinę) sąveiką“, - „Hu“ pasakojo „WordsSideKick.com“. Atomai ar molekulės gali įgyti teigiamą ar neigiamą elektrinį krūvį, kai įgyja arba praranda elektronus. Šis procesas vadinamas jonizacija. Plazma sudaro saulę ir žvaigždes, ir tai yra labiausiai paplitusi materijos būsena visoje visatoje.

(Kraujo plazma, beje, yra visiškai kas kita. Tai skysta kraujo dalis. Tai sudaro 92 procentai vandens ir sudaro 55 procentus kraujo tūrio, teigia Amerikos Raudonasis Kryžius.)

Įkrautos dalelės

Tipiškos dujos, tokios kaip azotas arba vandenilio sulfidas, yra pagamintos iš molekulių, kurių grynasis krūvis lygus nuliui, o viso dujų tūrio grynasis krūvis lygus nuliui. Plazmų, pagamintų iš įkrautų dalelių, grynasis krūvis gali būti lygus nuliui per visą jų tūrį, bet ne atskirų dalelių lygyje. Tai reiškia, kad reikšmingos tampa elektrostatinės jėgos tarp dalelių plazmoje ir magnetinių laukų poveikis.

Pagamintos iš įkrautų dalelių, plazmos gali padaryti taip, kad dujos negali, pavyzdžiui, praleisti elektros energiją. Ir kadangi judantys krūviai sukuria magnetinius laukus, juos gali turėti ir plazmos.

Įprastose dujose visos dalelės elgsis maždaug taip pat. Taigi, jei indelyje yra dujų, leiskite jiems atvėsti iki kambario temperatūros, visos viduje esančios molekulės judės vidutiniškai tuo pačiu greičiu, o jei jūs išmatuotumėte daugybę atskirų dalelių, jūs gautumėte greitį. pasiskirstymo kreivė, kai daugelis jų juda arti vidurkio ir tik kelios - ypač lėtai arba greitai. Taip yra todėl, kad dujose molekulės, pavyzdžiui, biliardo rutuliai, smogia viena į kitą ir perduoda energiją tarp jų.

Tai neįvyksta plazmoje, ypač elektriniame ar magnetiniame lauke. Pavyzdžiui, magnetinis laukas gali sudaryti labai greitas daleles. Daugelis plazmų nėra pakankamai tankios, kad dalelės labai dažnai susidurtų viena su kita, todėl svarbesnė tampa magnetinė ir elektrostatinė sąveika.

Kalbant apie elektrostatinę sąveiką, nes plazmoje esančios dalelės - elektronai ir jonai - gali sąveikauti per elektrą ir magnetizmą, jos gali tai padaryti daug didesniais atstumais nei įprastos dujos. Tai savo ruožtu reiškia, kad bangos tampa svarbesnės aptariant, kas vyksta plazmoje. Viena iš tokių bangų vadinama Alfvén banga, pavadinta švedų fiziko ir Nobelio premijos laureato Hannes Alfvén vardu. Alfvinos banga įvyksta, kai sutrinka plazmos magnetinis laukas, sukuriant bangą, kuri eina lauko linijomis. Įprastose dujose tam tikro analogo nėra. Gali būti, kad Alfvén bangos yra priežastis, dėl kurios saulės vainikėlio, taip pat ir plazmos, temperatūra yra milijonai laipsnių, o paviršiaus tik tūkstančiai.

Kita plazmų savybė yra ta, kad jas gali laikyti magnetiniai laukai. Dauguma sintezės energijos tyrimų yra nukreipti būtent į tai. Norint sukurti sintezės sąlygas, reikia labai karštos plazmos - milijonais laipsnių. Kadangi jokioje medžiagoje jo negali būti, mokslininkai ir inžinieriai, norėdami atlikti darbą, kreipėsi į magnetinius laukus.

Naujai patentuotas prietaisas gali naudoti šildomą, jonizuotą orą, kad sustabdytų sprogimo sukeltas smūgio bangas.

Naujai patentuotas prietaisas gali naudoti šildomą, jonizuotą orą, kad sustabdytų sprogimo sukeltas smūgio bangas.

Kreditas: Kheng Guan Toh / Shutterstock.com

Plazmos veikime

Vienoje vietoje, kurioje galite pamatyti veikiančias plazmas, yra fluorescencinė lemputė arba neoninis ženklas. Tokiais atvejais dujos (ženklų neonas) veikiamos aukštos įtampos, o elektronai yra atskirti nuo dujų atomų arba perkeliami į aukštesnį energijos lygį. Lemputės viduje esančios dujos tampa laidžios plazmos pavidalu. Susijaudinę elektronai, kurie vėl patenka į ankstesnį energijos lygį, skleidžia fotonus - šviesą, kurią matome neoniniame ženkle arba fluorescencinėje lempoje.

Plazminiai televizoriai veikia taip pat. Dujos - paprastai argonas, neonas arba ksenonas - įleidžiamos į sandarų tarpą tarp dviejų stiklo plokščių. Per dujas praleidžiama elektros srovė, dėl kurios jos švyti. Pasak „eBay“, plazma sužadina raudoną, žalią ir mėlyną fosforas, kurios kartu suteikia specifines spalvas.

[Taip pat aptaria mūsų seserų svetainė „TopTenReviews“ kaip veikia plazminiai televizoriai.]

Kitas plazmos panaudojimas yra plazmos gaubliuose, kuriuose pilna tauriųjų dujų mišinių, sukuriančių jų viduje „žaibo“ spalvas, kai elektros srovė jonizuoja dujas.

Kitas plazmos pavyzdys yra aurose, kurios supa polius, kai saulė yra ypač aktyvi. Saulės vėjas yra įkrautų dalelių (dažniausiai protonų) srautas, kuris paveikė Žemės magnetinį lauką. Įkrautos dalelės seka magnetinio lauko linijomis ir juda link polių, kur jos susiduria su ore esančiais atomais, daugiausia deguonimi ir azotu. Kaip neoninis ženklas, sužadinti deguonies ir azoto atomai skleidžia šviesą.

Sekite „WordsSideKick.com“ „Twitter“ @gyvenimų mokslas. Mes taip pat apie Facebook & „Google+“.

Papildomi resursai

  • MIT: Įvadas į plazmos fiziką
  • IPPEX: interneto plazmos fizikos mokymo patirtis
  • Plasmas.org: Plazmos perspektyvos


Vaizdo Papildas: 2.2 Agregatinių būsenų kitimas. Visi virsmai.




Tyrimas


Žiūrėkite Visą Mėnulio Užtemimą Vos Per 1 Minutę
Žiūrėkite Visą Mėnulio Užtemimą Vos Per 1 Minutę

Kas Yra Anglies Kriauklė?
Kas Yra Anglies Kriauklė?

Mokslas Naujienos


Sexting Melai: Naujas Orgazmas Išnyksta?
Sexting Melai: Naujas Orgazmas Išnyksta?

Putpelių Mamos Pritaikė Savo Kiaušinių Kamufliažą
Putpelių Mamos Pritaikė Savo Kiaušinių Kamufliažą

Arkties Laukinių Gaisrų Suodžiai Tamsėjantys Grenlandijos Ledo Lakštai
Arkties Laukinių Gaisrų Suodžiai Tamsėjantys Grenlandijos Ledo Lakštai

Greitas Dykumų Formavimasis Galėjo Sunaikinti Pirmąją Kinijos Karalystę
Greitas Dykumų Formavimasis Galėjo Sunaikinti Pirmąją Kinijos Karalystę

10 Juokingų Išradimų, Pakeitusių Pasaulį
10 Juokingų Išradimų, Pakeitusių Pasaulį


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com