Што такое іянізаванай газ? Коратка пра плазме

Фізіка - вельмі цікавая навука. У ёй часам сустракаюцца такія паняцці, пра якія мы чулі, але рэальнага ўяўлення не маем. І сёння, у век развіцця высокіх тэхналогій, усё часцей праслізгвае паняцце плазмы, ці, па-іншаму, іянізаванага газу. Многія тады, калi пачуў гэтае слова, палохаюцца, і нават не спрабуюць даведацца, што ж яно азначае. Але ўсё вельмі проста, і ў гэтым артыкуле мы распавядзем, што ж уяўляе сабой іянізаванай газ і якімі ўласцівасцямі ён валодае.

Перш чым даць вам падрабязную і вычарпальную інфармацыю, правядзем кароткі экскурс у гісторыю.

гісторыя

Плазма, або чацвёртае агрэгатны стан рэчыва, было адкрыта ў 1879 году Уільямам Крукс ў ходзе эксперыментаў з удзелам вольтавую дугі. Пасля была створана цэлая навука, названая фізікай плазмы. Адкуль узялася цэлая навука і навошта яна патрэбна? Уся справа ў тым, што вывучэнне плазмы знайшло велізарнае прымяненне ў розных галінах навукі і тэхнікі. Але пра гэта мы раскажам крыху пазней. А цяпер трохі пра сутнасць паняцця "іянізаванай газ".

Што такое плазма?

Гэта слова прыйшло ў рускую мову з грэцкага. Яно азначае "аформлены", "зроблены". І гэта не пустыя словы. Як вядома, звычайны газ прымае форму той пасудзіны, дзе ён знаходзіцца (сапраўды гэтак жа, як вада). Менавіта таму ён хаатычны і не мае выразнай формы. Аднак плазма - гэта зусім іншае. Нездарма яе называюць чацвёртым агрэгатным станам рэчыва. Яно кардынальна адрозніваецца ад усіх іншых станаў сваімі асаблівымі ўласцівасцямі. Справа ў тым, што ўсе атамы, якія ўваходзяць у склад плазмы, маюць станоўчы ці адмоўны зарад.

Перад тым як расказаць пра тое, як атрымліваюць плазму і дзе яна ўжываецца, разбяром аспекты тэорыі фізікі плазмы, бо гэта вельмі спатрэбіцца нам для далейшага апавядання.

тэорыя плазмы

У школьным курсе хіміі вельмі шмат часу надаюць растворам і часціцам, якія ў іх знаходзяцца. Гэтыя зараджаныя часціцы маюць унікальныя ўласцівасці і абумоўліваюць шматлікія фізічныя і хімічныя характарыстыкі тых ці іншых сістэм "раствораны рэчыва - растваральнік". Аднак іёны (зараджаныя часціцы ў растворы) існуюць не толькі на воднае асяроддзе.

Як высветлілася, і газ можа іянізаванай і ўтвараць атамы з станоўчым або адмоўным зарадам. Адбыцца гэта можа ў працэсе выбівання электрона з атама іншымі сіламі. Выляцелы электрон можа таксама ўрэзацца ў якой-небудзь іншай атам і "выбіць" іншы электрон. Але можа адбывацца і зваротная сітуацыя: электрон можа ўляцець у іён і зноў ўтварыць нейтральны атам. І ўсе гэтыя працэсы пастаянна адбываюцца ў плазме. Яна досыць нестабільная ў адсутнасці іншых сіл, якія падтрымліваюць яе.

Атрымліваюць плазму ў асноўным вельмі простым спосабам, даступным кожнаму з нас дома: прапусканнем газу праз электрычную дугу высокага напружання. Чым больш тэмпература дугі, тым больш нагрэтую плазму мы атрымліваем на выхадзе. Чым вышэй напружанне на яе кантактах, тым больш іянізаванай газ атрымліваецца пасля.

Плазму таксама можна падзяліць на некалькі відаў. Пра тое, які бывае плазма (іянізаванай газ), вы даведаецеся з наступнага падзелу.

віды плазмы

Па паходжанні іянізаванай газ можна падзяліць на штучны і прыродны. З першым выглядам усё зразумела, чалавек лёгка стварае плазму і выкарыстоўвае яе ў сваіх мэтах (напрыклад, неонавыя лямпы, лазеры, кіраваны тэрмаядзерны сінтэз). А якая плазма бывае ў прыродзе? Самае вядомае яе праява - маланкі.

Да іянізаванай газе таксама можна аднесці такая з'ява, як паўночнае ззянне, якое маюць шчасце назіраць не ўсе жыхары Зямлі. Таксама сонечны вецер, які існуе ў касмічнай прасторы, з'яўляецца чацвёртым станам рэчыва. Калі разглядаць плазму ў больш шырокім сэнсе, апынецца, што і ўсё касмічную прастору ставіцца да яе.

Плазму таксама можна падзяліць па яе тэмпературы. Як вядома, чым гарачае газ, тым больш актыўна ў ім рух малекул і вышэй яго энергія. Так як плазма таксама з'яўляецца газам, гэтыя сцвярджэнні справядлівыя і для яе. и холодный (соответственно, температура меньше миллиона K) . Такім чынам, зыходзячы з таго, якая тэмпература іянізаванага газу, яго дзеляць на гарачы (тэмпература мільён K і вышэй) і халодны (адпаведна, тэмпература менш за мільён K).

Ёсць яшчэ адзін паказчык - ступень іянізацыі. Ён паказвае, які працэнт атамаў ў плазме распаўся на іёны. Па такім паказчыку адрозніваюць высокоионизированный газ і низкоионизированный. Гэта таксама ўваходзіць у адну з агульнапрынятых класіфікацый.

заключэнне

Плазма - не такая складаная для разумення рэч. Складанасці пачынаюцца пры больш глыбокім яе вывучэнні. Але ж так можна разглядаць любую рэч. Мы спецыяльна не дакраналіся матэматычных выкладак, каб як мага больш падрабязна растлумачыць сутнасць гэтага паняцця. Фізіка - вельмі цікавая навука, і вывучаць яе неабходна хоць бы таму, што яна акружае нас ва ўсім і ўсюды. І наш артыкул заклікана гэта даказаць, бо плазма ўсюды вакол нас, проста часам мы не разумеем глыбіннай сутнасці з'яў, звязаных з ёю.