Fiziko de la plasmo. Fundamentoj de Plasma Fiziko

La tempoj kiam la plasmo asociita kun ni kun io nereala, nekomprenebla, fantazia, estas longe for. Hodiaŭ tiu koncepto estas vaste uzata. La plasmo uzita en la industrio. La plej ambicia de lia uzo en lumigado teknologio. Ekzemplo - emisión de gasoj lampoj, lumigante la strato. Sed en fluoreskaj lampoj ĉeestas. Estas ankaŭ en elektra veldo. Post veldo arko - estas la plasmo generita per la plasmo torĉon. Oni povas citi multajn aliajn ekzemplojn.

Plasma Fiziko - estas grava branĉo de la scienco. Tial ĝi estas necesa kompreni la bazajn konceptojn rilate al ĝi. Ĉi tiu estas la temo de nia artikolo.

Difino kaj specoj de plasmo

Kio estas plasmo? Determino en fiziko donas tute klara. Plasmo estas nomita stato de materialo, kie tiu lasta havas signifan (kadre de la totala nombro de partikloj), la nombro de eroj ŝarĝita (portanto) kapablas pli malpli libere moviĝi ene de la substanco. Ni povas distingi la sekvajn ĉefajn tipojn de fiziko de la plasmo. Se la portantoj apartenas al la eroj de unu tipo (kaj de kontraŭa signo de zorge partikloj, neŭtraligi la sistemo ne havas la liberecon de movado), oni nomas sola komponanto. En la kontraŭa kazo ĝi estas - du- aŭ multicomponente.

plasmo Trajtoj

Do, ni mallonge priskribas la koncepton de plasmo. Fiziko - preciza scienco, do sen difinoj povas fari. Nun diru pri la ĉefaj trajtoj de ĉi tiu stato de la afero.

ecoj de la plasmo en tiuj fiziko. Unue, en tiu stato sub la ago de elektromagnetaj fortoj jam malgrandaj ekzistas movado de veturiloj - la fluo kiu fluas tiel kaj dum ĉi tiuj fortoj ne malaperos pro la projekcio de siaj fontoj. Tial, la plasmo eventuale eniras en staton kie kvazaŭ-neŭtrala. Alivorte, lia volumo, granda kvanto de mikroskopa, havas nula ŝargo. La dua trajto de la plasmo estas rilatigita kun la longa atingo naturo de la Coulomb kaj Ampere fortoj. Ĝi konsistas en tio, ke la movado en ĉi tiu stato, kiel regulo, havas kolektivan karakteron, engaĝante granda nombro de eroj ŝarĝita. Ĉi tiuj estas la bazaj propraĵoj de fiziko de la plasmo. Estus utile memori.

Ambaŭ de ĉi tiuj trajtoj konduki al la fakto ke la plasmo fiziko eksterordinare riĉa kaj diversa. La plej okulfrapa manifestado de ĝi estas la facileco de aperon de diversaj specoj de nestabilecoj. Ili estas seriozaj obstakloj por la praktika aplikado de plasmo. Fiziko - la scienco kiu konstante evoluas. Tial, ĝi atendas ke en la tempo ĉi tiuj obstakloj estos forigita.

La plasmo en likvaĵoj

Turninte sin al la specifa ekzemplo de la strukturo, ni komencu per konsideranta plasmo subsistemoj materio condensada. Kromaj fluidoj devus esti ĉefe nomita likva metaloj - ekzemplo, kiu korespondas al plasmo subsistemon - sola komponanto portanto plasmo elektronoj. Strikte parolante, ni interesas la kategorio devus esti atribuita, kaj likva elektrolito, kiuj estas portantoj - jonoj de ambaŭ signoj. Tamen, pro diversaj kialoj, elektrolitoj ne apartenas al tiu kategorio. Unu el ili konsistas en tio, ke en la electrolito lumo, movante portantoj kiel ekzemple elektronoj. Tial, plasmo ecoj menciis supre cititajn signife pli malforta.

Plasmo kristaloj

La plasmo en la kristaloj havas specialan nomon - solidsubstanca plasmo. En jona kristaloj, kvankam ekzistas akuzoj, sed ili estas ankoraŭ. Sekve, ne estas plasmo. En metaloj - estas elektronoj konduktiveco konstituante unu-komponanto plasmo. Ŝia zorge estas kompensita de la fiksa posteno (pli precize, nekapabla movi longdistance) jonoj.

La plasmo en semikonduktaĵoj

Konsiderante la fundamentojn de fiziko de la plasmo, ĝi havas elstari ke en semiconductores la situacio estas pli diversaj. Mallonge karakterizi ĝin. OCP por ĉi tiuj substancoj povas okazi, se vi eniras ili en la gravaj malpuraĵoj. Se la malpureco facile donaci elektronojn (donacantoj), tiam ekzistas n-tipo portantoj - elektronoj. Se la malpureco, kontraste, facile kolektita elektronoj (aceptores), tiam tie estas p-tipaj portantoj - truoj (malplena spacoj en la dissendo de la elektronoj), kiu kondutas kiel partikloj kun pozitiva ŝarĝo. La du-komponanto plasmo estas formita de elektronoj kaj truoj okazas en semikonduktaĵoj eĉ pli facila maniero. Ekzemple, ĝi venas sub la ago de la bombasto lumo, bombardita kun elektronojn de la valenta bendo al la kondukta bendo. Notu ke sub certaj kondiĉoj, elektronoj kaj truoj estas altiritaj al unu la alian, povas formi ligita stato, simila al la atomo de hidrogeno, - an exciton, kaj se la pumpilo intensecon kaj densecon de excitones estas granda, ili miksi kune formi guto de elektrono-truo likva. Kelkfoje tiu kondiĉo estas konsiderata nova stato de materio.

gaso ionización

Ĉi tiuj ekzemploj aludas al specifaj kazoj de la plasmo stato kaj plasmo en pura formo estas nomita jonigitaj gasoj. Por lia ionización povas kaŭzi multajn faktorojn: la elektra kampo (la emisión de gasoj, fulmotondro), la luma fluo (fotoionización), rapida partiklo (radiado de radioaktivaj fontoj, la kosmaj radioj, kiu estis malfermita kaj ascendente grado de ionización de la alto). Tamen la ĉefa faktoro estas la hejtado de la gaso (termika ionización). En ĉi tiu kazo, la disiĝo de elektronoj de la atomo kondukas kolizias kun aliaj eroj de gaso lasta havante sufiĉan energion kinetiko pro alta temperaturo.

Alta temperaturo kaj malalta-temperaturo de plasmo

Malalta-temperaturo fiziko de la plasmo - io kun kiu ni renkontas ĉiutage. Ekzemploj de tiaj kondiĉoj povas esti flamo, la substanco en la emisión de gasoj kaj fulmo, diversaj specoj de malvarma plasmo spaco (ionosfera kaj magnetosfera planedoj kaj steloj), la laboranta substanco en la diversaj teknikaj mekanismoj (MHD generatoroj, plasmo motoroj, bruliloj, kaj tiel plu. N.) . Ekzemploj de varma plasmo - stelo materialo en ĉiuj stadioj de sia evoluo, escepte frua infanaĝo kaj maljuneco, laborante fluido en sistemoj de kontrolita fuzio (Tokamak, lasero aparato kaj trabo aparato al la.).

Kvara stato de materio

Antaŭ duonjarcento, multaj fizikistoj kaj ĥemiistoj kredis ke afero konsistas de atomoj kaj molekuloj. Ili estas kunigitaj en kombinaĵo kun aŭ tre malorda aŭ pli malpli ordonis. Oni kredis, ke estas tri fazoj - gasa, likva kaj solida. Substancoj prenante ilin sub la influo de eksteraj kondiĉoj.

Nuntempe, tamen, ni povas diri ke ekzistas 4 ŝtatoj de materio. Tio plasmo povas esti rigardita kiel nova, kvara. Lia diferenco de la densigita (solida kaj likva) deklaras konsistas en tio, ke ĝi, kiel la gaso havas ne nur la tonda elasteco, sed ankaŭ fiksita propra volumo. Aliflanke, komunan kun plasmo kondensita stato ĉeesto de mallonga gamo ordon, te. E. Korelacio pozicioj kaj komponado de la partikloj kun la apuda plasmo zorge. En ĉi tiu kazo, tia korelacio ne generita per intermoleculares kaj Coulomb fortoj: la akuzo pelas for la sama nomo kun si kaj tiras la malkiel akuzojn.

fiziko de la plasmo estis nin mallonge reviziis. Tiu temo estas tre peza, do ni povas nur paroli pri tio, kion ni malkovris lian fundamenton. fiziko de la plasmo, certe meritas plian konsideron.