Плазма ИОНИЗИРОВАННЫЙ ГАЗ МГОЛ 1

Плазма (от греч. πλάσμα «вылепленное», «оформленное») частично или полностью ионизированный газ, образованный из нейтральных атомов (или молекул) и заряженных частиц (ионов и электронов). Важнейшей особенностью плазмы является ее квазинейтральность, это означает, что объемные плотности положительных и отрицательных заряженных частиц, из которых она образована, оказываются почти одинаковыми. Плазма иногда называется четвёртым (после твёрдого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества.

Слово «ионизированный» означает, что от электронных оболочек значительной части атомов или молекул отделён по крайней мере один электрон. Слово «квазинейтральный» означает, что, несмотря на наличие свободных зарядов (электронов и ионов), суммарный электрический заряд плазмы приблизительно равен нулю. Присутствие свободных электрических зарядов делает плазму проводящей средой, что обуславливает её заметно большее (по сравнению с другими агрегатными состояниями вещества) взаимодействие с магнитным и электрическими полями. Четвёртое состояние вещества было открыто У. Круксом в 1879 и названо «плазмой» И. Ленгмюром в 1928 году, возможно из-за ассоциации с плазменной крови.У. КруксомИ. Ленгмюром

Наиболее типичные формы плазмы Искусственно созданная плазма Земная природная плазма Космическая и астрофизическая плазма

Искусственно созданная плазма Вещество внутри люминесцентных (в том числе компактных) и неоновых ламп Плазменные ракетные двигатели Газоразрядная корона озонового генератора Исследования управляемого термоядерного синтеза Электрическая дуга в дуговой лампе и в дуговой сварке Плазменная лампа Дуговой разряд от трансформатора Теслы Воздействие на вещество лазерным излучением Светящаяся сфера ядерного взрыва

Земная природная плазма Молния Огни святого Эльма Ионосфера Северное сияние

Космическая и астрофизическая плазма Солнце и другие звезды (те, которые существуют за счет термоядерных реакций) Солнечный ветер Космическое пространство (пространство между планетами, звездами и галактиками) Межзвездные туманности

Свойства и параметры плазмы:

Определение плазмы Достаточная плотность : заряженные частицы должны находиться достаточно близко друг к другу, чтобы каждая из них взаимодействовала с целой системой близкорасположенных заряженных частиц. Приоритет внутренних взаимодействий : радиус дебаевского экранирования должен быть мал по сравнению с характерным размером плазмы. Плазменная частота : среднее время между столкновениями частиц должно быть велико по сравнению с периодом плазменных колебаний.

Классификация Плазма обычно разделяется на идеальную и неидеальную, низкотемпературную и высоко температурную, равновесную и неравновесную, при этом довольно часто холодная плазма бывает неравновесной, а горячая равновесной.

Температура Плазму делят на низкотемпературную (температура меньше миллиона K) и высокотемпературную (температура миллион K и выше). Такое деление обусловлено важностью высокотемпературной плазмы в проблеме осуществления управляемого термоядерного синтеза. Разные вещества переходят в состояние плазмы при разной температуре, что объясняется строением внешних электронных оболочек атомов вещества: чем легче атом отдает электрон, тем ниже температура перехода в плазменное состояние.K

Степень и кратность ионизации Для того, чтобы газ перешел в состояние плазмы, его необходимо ионизировать. Степень ионизации пропорциональна числу атомов, отдавших или поглотивших электроны, и больше всего зависит от температуры. Даже слабо ионизированный газ, в котором менее 1 % частиц находятся в ионизированном состоянии, может проявлять некоторые типичные свойства плазмы.

Концентрация частиц в плазме Помимо температуры, которая имеет фундаментальную важность для самого существования плазмы, вторым наиболее важным свойством плазмы является концентрация заряженных частиц. Словосочетание концентрация плазмы обычно обозначает концентрация электронов, то есть число свободных электронов в единице объёма.

Квазинейтральность Так как плазма является очень хорошим проводником, электрические свойства имеют важное значение. Потенциалом плазмы или потенциалом пространства называют среднее значение электрического потенциала в данной точке пространства. В случае если в плазму внесено какое-либо тело, его потенциал в общем случае будет меньше потенциала плазмы вследствие возникновения дебаевского слоя. Такой потенциал называют плавающим потенциалом. По причине хорошей электрической проводимости плазма стремится экранировать все электрические поля. Это приводит к явлению квазинейтральности плотность отрицательных зарядов с хорошей точностью равна плотности положительных зарядов.

Отличия от газообразного состояния Свойство 1. Электрическая проводимость 2. Число сортов частиц 3. Распределение по скоростям 4. Тип взаимодействий Газ 1. Крайне мала 2. Один 3. Максвелловское 4. Бинарные Плазма 1. Очень высока 2.Два, или три, или более 3. Может быть не максвелловское 4.Коллективные

Подготовил: Андрей Макаренко МГОЛ 1. Спасибо за просмотр!