Plazmy. Základy fyziky plazmy

Doby, kedy sa plazma spojená s nami niečo neskutočné, nepochopiteľné, fantastické, sú dávno preč. Dnes je tento koncept je široko používaný. Plazma používajú v priemysle. Najambicióznejší z jeho použitia v osvetľovacej technike. Príklad - výbojky, osvetlenie ulice. Ale v žiarivkách je prítomný. To je tiež v elektrickom zvárania. Po zvarení oblúk - je plazma generované plazmovým horákom. Dá sa uviesť mnoho ďalších príkladov.

Plasma Physics - je dôležitý vedný odbor. Z tohto dôvodu je nutné pochopiť základné pojmy vzťahujúce sa k nemu. To je predmetom nášho článku.

Definícia a druhy plazmy

Aký je to plazma? Stanovenie vo fyzike je daná úplne jasné. Plazma sa nazýva stav materiálu, ak tento významný (úmerný celkovým počtom častíc), počet nabitých častíc (nosiča), ktoré sú schopné viac či menej voľne pohybovať vo vnútri látky. Môžeme rozlišovať tieto hlavné typy fyziky plazmy. V prípade, že nosiče patrí k časticiam jedného typu (a opačné znamienko náboja častíc, neutralizačného systému nemajú voľnosť pohybu), sa nazýva jednozložkový. V opačnom prípade je - dvoch alebo viaczložková.

plazmové Vlastnosti

Takže, budeme stručne popísať koncept plazmy. Fyzika - exaktná veda, takže bez definície nemôže robiť. Teraz povedať o hlavných čŕt tohto stavu veci.

vlastnosti plazmy v týchto fyziky. Po prvé, v tomto stave za pôsobenia elektromagnetických síl už malý je pohyb vozidiel - prúd, ktorý tečie v takým spôsobom, a tak dlho, ako tieto sily nezmizne kvôli preverenie ich zdrojov. Preto je plazma nakoniec prejde do stavu, keď je takmer neutrálny. Inými slovami, jeho objem, veľké množstvo mikroskopických majú nulový náboj. Druhým rysom plazme súvisí s dlhým dosahom povahe Coulomb a menovité síl. To spočíva v tom, že pohyb v tomto stave, spravidla majú spoločný znak, ktorý zahŕňa veľké množstvo nabitých častíc. To sú základné vlastnosti fyziky plazmy. Tie by bolo užitočné mať na pamäti.

Obe tieto vlastnosti vedú k tomu, že plazmové fyziky mimoriadne bohatý a rôznorodý. Najvýraznejší prejav to je jednoduchosť výskytu rôznych druhov nestabilít. Sú to závažné prekážky pre praktickú aplikáciu plazmy. Fyzika - veda, ktorá sa neustále vyvíja. Z tohto dôvodu, to je dúfal, že časom budú odstránené tieto prekážky.

Plazma v kvapalinách

Pokiaľ ide o konkrétny príklad štruktúry, začíname zvážením plazme subsystémy v kondenzovanej hmoty. Ďalšie tekutiny by mala byť predovšetkým tzv tekuté kovy - príklad, ktorý zodpovedá plazmové subsystém - jediné nosné súčasti plazmového elektróny. Prísne vzaté, máme záujem o kategóriu by mali priznať a kvapalný elektrolyt, ktoré sú nositeľmi - ióny oboch značiek. Avšak, z rôznych dôvodov, elektrolyty nepatrí do tejto kategórie. Jeden z nich spočíva v tom, že v elektrolytu žiadne svetlo, pohybujúce sa nosiče, ako sú elektróny. Z tohto dôvodu, v plazme vlastnosti uvedené vyššie sú vyjadrené výrazne slabšie.

plazmatické kryštály

Plazma v kryštáloch má zvláštne meno - solid-state plazmy. V iónových kryštáloch, hoci tam sú poplatky, ale sú stále. Z tohto dôvodu nie je v plazme. V kovov - sú elektróny vodivosť tvoriaci plazmu jednozložkové. Jej náboj je kompenzovaný pevnou cenou (presnejšie, nemôže sa pohybovať na dlhé vzdialenosti) iónov.

Plazma v polovodičoch

Vzhľadom k základom fyziky plazmy, je potrebné poznamenať, že v polovodičoch je situácia oveľa rozmanitejšie. Stručne charakterizovať ju. OCP týchto látok môže dôjsť, ak je zadať do príslušných nečistôt. V prípade, že nečistota ľahko darovať elektróny (darca), potom sú n-typu nosiča - elektróny. Ak sa nečistoty, na rozdiel, ľahko získané elektróny (Akceptory), potom sú p-typu nosiča - otvory (prázdne priestory v distribúcii elektrónov), ktoré sa správajú ako častice s kladným nábojom. Plazma dvojzložková je tvorený elektrónov a dier sa vyskytuje v polovodičoch ešte jednoduchší spôsob. Napríklad ide pôsobením čerpacieho svetla, bombardovaný elektrónov z valenčním pásu do pásma vodivosti. Všimnite si, že za určitých podmienok, elektróny a diery sú priťahované k sebe, môžu tvoriť viazanom stave, podobne ako atóm vodíka, - s excitonu, a v prípade, že intenzita čerpadlo a hustota excitonů je veľké, miešať dohromady, aby vytvorili kvapky kvapaliny, elektrón-diera. Niekedy je tento stav považovaný za nový stav hmoty.

ionizácie plynu

Tieto príklady odkazujú na konkrétne prípady stave plazmy a plazmy v čistej forme sa nazýva ionizovaný plyn. Svojim ionizácie môže spôsobiť mnoho faktorov: elektrického poľa (plynový výboj, búrka), svetelný tok (fotoionizační), rýchle častice (žiarenie zdrojov žiarenia, kozmických lúčov, ktoré boli otvorené a vzostupne Stupeň ionizácie výšky). Avšak, hlavným faktorom je ohrev plynu (tepelnej ionizácie). V tomto prípade je oddeľovanie elektrónov z atómu vedie ku kolízii s ďalšími časticami plynu posledne má dostatočnú kinetickú energiu v dôsledku vysokej teploty.

Vysokoteplotné a nízkoteplotné plazma

plazmové fyziky nízkoteplotné - niečo, s ktorými prichádzajú do styku každý deň. Ako príklady takých podmienok môže byť plameň, látka na vypúšťanie plynu a blesky, rôzne typy plazmy priestoru chladné (ionosféry a magnetosféru planéty a hviezdy), je pracovná látka v rôznych technických zariadení (MHD generátory, plazmové motory, horáky, a tak ďalej. N.) , Príklady horúceho plazmy - (. Tokamaky, laserového zariadenia, a lúč prístroje al) Star materiálu vo všetkých fázach ich vývoja, okrem ranného detstva a staroba, pracovné tekutiny v systémoch riadenej jadrovej fúzie.

Za štvrté skupenstvo

Pred polstoročím, mnoho fyzikov a chemikov veria, že hmota sa skladá z atómov a molekúl. Sú zjednotené v kombinácii s buď veľmi neusporiadané alebo viac či menej objednal. Verilo sa, že existujú tri fázy - plynné, kvapalné a pevné látky. Látky, pričom je pod vplyvom vonkajších podmienok.

V súčasnej dobe však môžeme povedať, že existujú 4 stavy hmoty. Že plazma možno považovať za nový, štvrtý. Jeho rozdiel od kondenzuje (pevná látka a kvapalina) sa uvádza, spočíva v tom, že sa, ako sa plyn má nielen strihu pružnosť, ale tiež pevné vlastné objem. Na druhej strane, spoločne s plazmovou kondenzovanom stave prítomnosti krátkeho dosahu poriadku, tj. E. Korelačné pozícií a zloženie častíc so susedným plazmy poplatok. V tomto prípade sa takáto korelácia nie je generované intermolecular a Coulomb sily: poplatok blokuje rovnaký názov sám so sebou a tiahne sa na rozdiel od poplatkov.

fyzika plazmy sa nám stručne. Táto téma je pomerne ťažký, takže môžeme hovoriť len o tom, čo sme odhalili jeho základy. fyzika plazmy, iste si zaslúži ďalšiu pozornosť.