Fizika yra labai įdomus mokslas. Jame kartais yra tokių sąvokų, apie kurias esame girdėję, bet neturime tikros idėjos. Ir šiandien, aukštųjų technologijų vystymosi amžiuje, plazmos, arba, kitaip tariant, jonizuotų dujų, samprata vis dažniau praslysta. Daugelis, vos išgirdę šį žodį, išsigąsta ir net nebando išsiaiškinti, ką tai reiškia. Tačiau viskas labai paprasta, ir šiame straipsnyje mes jums pasakysime, kas yra jonizuotos dujos ir kokias savybes jos turi.
Prieš pateikdami jums išsamią ir išsamią informaciją, trumpai pažvelkime į istoriją.
Istorija
Plazmą, arba ketvirtąją materijos būseną, 1879 m. atrado Williamas Crookesas, atlikdamas eksperimentus su voltiniu lanku. Vėliau buvo sukurtas visas mokslas, vadinamas plazmos fizika. Iš kur atsirado visas mokslas ir kam jis reikalingas? Reikalas tas, kad plazmos tyrimas rado didelį pritaikymą įvairiose mokslo ir technologijų srityse. Bet apie tai pakalbėsime šiek tiek vėliau. O dabar šiek tiek apie „jonizuotų dujų“sąvokos esmę.
Kas yra plazma?
Šis žodis rusų kalba atėjo iš graikų kalbos. Tai reiškia „suformuota“, „pagaminta“. Ir tai ne tušti žodžiai. kaipyra žinoma, kad paprastos dujos įgauna indo formą, kurioje jos yra (kaip ir vanduo). Štai kodėl ji yra chaotiška ir neturi aiškios formos. Tačiau plazma yra visiškai kitokia. Nenuostabu, kad ji vadinama ketvirtąja materijos būsena. Jis radikaliai skiriasi nuo visų kitų būsenų savo ypatingomis savybėmis. Faktas yra tas, kad visi plazmą sudarantys atomai turi teigiamą arba neigiamą krūvį.
Prieš kalbėdami apie tai, kaip gaunama plazma ir kur ji naudojama, panagrinėkime plazmos fizikos teorijos aspektus, nes tai mums labai pravers tolimesniam pasakojimui.
Plazmos teorija
Mokyklos chemijos kurse daug laiko skiriama tirpalams ir juose esančioms dalelėms. Šios įkrautos dalelės turi unikalių savybių ir lemia daugybę įvairių „tirpių-tirpiklio“sistemų fizinių ir cheminių savybių. Tačiau jonai (įkrautos dalelės tirpale) egzistuoja ne tik vandens aplinkoje.
Kaip paaiškėjo, dujos gali jonizuotis ir sudaryti atomus su teigiamu arba neigiamu krūviu. Tai gali atsitikti, kai išorinės jėgos išmuša elektroną iš atomo. Išmestas elektronas taip pat gali atsitrenkti į kokį nors kitą atomą ir „išmušti“kitą elektroną. Tačiau gali susidaryti ir atvirkštinė situacija: elektronas gali skristi į joną ir vėl sudaryti neutralų atomą. Ir visi šie procesai nuolat vyksta plazmoje. Jis yra gana nestabilus, nes nėra jį palaikančių išorinių jėgų.
Plazma gaunama daugiausia labai paprastu būdu, prieinamu kiekvienam iš mūsų namuose: leidžiant dujas per aukštos įtampos elektros lanką. Kuo aukštesnė lanko temperatūra, tuo daugiau įkaitintos plazmos gauname išėjime. Kuo didesnė įtampa ant jo kontaktų, tuo daugiau jonizuotų dujų gaunama po to.
Plazmą taip pat galima suskirstyti į keletą tipų. Apie tai, kas yra plazma (jonizuotos dujos), sužinosite kitame skyriuje.
Plazmos tipai
Pagal kilmę jonizuotos dujos gali būti skirstomos į dirbtines ir natūralias. Iš pirmo žvilgsnio viskas aišku, žmogus nesunkiai kuria plazmą ir naudoja ją savo reikmėms (pavyzdžiui, neoninės lempos, lazeriai, valdoma termobranduolinė sintezė). O kokia plazma atsiranda gamtoje? Garsiausias jo pasireiškimas yra žaibas.
Jonizuotose dujose taip pat gali būti toks reiškinys kaip šiaurės pašvaistė, kurią stebėti turi laimė ne visiems Žemės gyventojams. Be to, saulės vėjas, egzistuojantis kosmose, yra ketvirtoji materijos būsena. Jei plazmą vertintume platesne prasme, paaiškėtų, kad jai priklauso visa kosminė erdvė.
Plazmą taip pat galima padalyti iš jos temperatūros. Kaip žinia, kuo karštesnės dujos, tuo aktyvesnis jose esančių molekulių judėjimas ir didesnė jų energija. Kadangi plazma taip pat yra dujos, šie teiginiai galioja ir jai. Taigi, pradedant nuo to, kokia yra jonizuotų dujų temperatūra, jos skirstomos į karštąsias (temperatūramln. K ir daugiau) ir š alta (atitinkamai temperatūra mažesnė nei milijonas K).
Yra dar vienas indikatorius – jonizacijos laipsnis. Tai rodo, kiek procentų plazmoje esančių atomų suskyla į jonus. Pagal šį rodiklį išskiriamos labai jonizuotos dujos ir mažai jonizuotos dujos. Jis taip pat įtrauktas į vieną iš visuotinai priimtų klasifikacijų.
Išvada
Plazmą suprasti nėra taip sunku. Sunkumai prasideda nuo gilesnio jo tyrimo. Bet taip galima žiūrėti į bet ką. Mes specialiai nelietėme matematinių skaičiavimų, norėdami kuo išsamiau paaiškinti šios sąvokos esmę. Fizika yra labai įdomus mokslas, kurį studijuoti būtina jau vien dėl to, kad ji mus supa viskuo ir visur. Ir mūsų straipsnis skirtas tai įrodyti, nes plazma yra visur aplink mus, tik kartais nesuvokiame gilios su ja susijusių reiškinių esmės.
