Totul, cred, cunoaște cele trei stări agregate de bază: lichidă, solidă și gazoasă. Ne confruntăm cu aceste stări de materie în fiecare zi și peste tot. Cel mai adesea, ele sunt considerate ca exemplu de apă. Starea lichidă a apei este cea mai cunoscută pentru noi. Aplicam constant apă lichidă, curge din robinetul nostru și noi înșine suntem 70% din apa lichidă. A doua stare agregată de apă este gheața obișnuită, pe care o vedem pe stradă în timpul iernii. În forma gazoasă, apa este, de asemenea, ușor de întâlnit în viața de zi cu zi. În stare gazoasă, apa este, pentru noi toți, abur. Se poate vedea când, de exemplu, se fierbe un ceainic. Da, la 100 de grade apa trece de la starea lichidului la starea gazoasă.
Acestea sunt cele trei stări agregate de materie care sunt obișnuite pentru noi. Dar știi că sunt de fapt 4? Cred că, cel puțin o dată, toată lumea a auzit cuvântul "plasmă". Și astăzi vreau să aflați și mai multe despre plasmă - a patra stare agregată de materie.
Plasma este un gaz parțial sau complet ionizat cu aceeași densitate atât a încărcărilor pozitive, cât și a celor negative. Plasma poate fi obținută din gaz - din starea 3 agregată a substanței prin încălzire puternică. Starea agregată în general, de fapt, este complet dependentă de temperatură. Prima stare de agregare - aceasta este cea mai joasă temperatură la care organismul menține duritatea doilea starea fizică - este temperatura la care organismul începe să se topească și să devină lichid, a treia stare de agregare - aceasta este cea mai mare temperatura, cu agentul ei pentru a obține de gaz. Fiecare din organism, substanța, temperatura de tranziție de la o stare la alta cu totul diferit, cineva mai puțin, cineva de mai sus, dar toate strict în această ordine. Și la ce temperatură substanța devine plasmă? Dacă aceasta este a patra stare, atunci temperatura trecerii la ea este mai mare decât cea a fiecărui precedent. Și chiar este. Pentru a ioniza gazul este necesară o temperatură foarte ridicată. Plasma cu cea mai mică temperatură și plasma redusă ionizată (aproximativ 1%) este caracterizată de o temperatură de până la 100.000 de grade. În condiții terestre, o astfel de plasmă poate fi observată sub formă de fulgere. Temperatura canalului de trăsnet poate depăși 30 de mii de grade, care este de 6 ori mai mare decât temperatura de suprafață a Soarelui. Apropo, Soarele și toate celelalte stele sunt, de asemenea, o plasmă, mai des încă temperatură ridicată. Știința dovedește că aproximativ 99% din substanța totală a universului este plasmă.
Spre deosebire de temperatură joasă, plasma de înaltă temperatură posedă aproape 100% ionizare și temperatură de până la 100 milioane de grade. Aceasta este cu adevărat o temperatură stelară. Pe Pământ, o astfel de plasmă are loc numai într-un caz - pentru experimentele de fuziune termonucleară. Reacția controlată este destul de complexă și intensă, dar destul de necontrolată sa dovedit a fi o armă a puterii colosale - o bombă termonucleară, testată de URSS la 12 august 1953.
Plasma este clasificată nu numai în ceea ce privește temperatura și gradul de ionizare, ci și densitatea și quasineutralitatea. Densitatea plasmei de frază înseamnă, de obicei, densitatea electronilor. adică numărul de electroni liberi pe unitatea de volum. Ei bine, cu asta, cred, totul este clar. Dar departe de toți știm ce este quasineutrality. Quasineutralitatea unei plasme este una dintre cele mai importante proprietăți, constând în egalitatea exactă a densității ionilor pozitivi și a electronilor din compoziția sa. Datorită bunei conductivități electrice a plasmei, separarea sarcinilor pozitive și negative este imposibilă la distanțele lungimii mari a Debye și a timpului de o perioadă mare de oscilații plasmatice. Aproape întreaga plasmă este quasineutrală. Un exemplu de plasmă non-quasineutral este un fascicul de electroni. Cu toate acestea, densitatea plasmelor non-neutre trebuie să fie foarte mică, altfel se vor deteriora rapid datorită repulsiei Coulomb.
Am considerat foarte puține exemple pământești de plasmă. Dar sunt destul de multe. Omul a învățat să-și aplice plasmă pentru totdeauna. Datorită a patra stare agregată a substanței, putem folosi lămpi cu descărcare în gaz, televizoare cu plasmă, sudură cu arc electric și lasere. Lămpile obișnuite cu descărcare în timpul zilei sunt, de asemenea, plasme. Există și o lampă cu plasmă în lumea noastră. Se folosește în principal în știință pentru a studia, și cel mai important - pentru a vedea unele dintre cele mai complexe fenomene plasme, inclusiv filamentare. O fotografie a unei astfel de lămpi poate fi văzută în imaginea de mai jos:
În plus față de dispozitivele de uz casnic din plasmă, plasmele naturale pot fi de asemenea văzute pe Pământ. Am menționat deja unul dintre exemplele sale. Este fulger. Dar, în plus față de trăsnet, fenomenele de plasmă pot fi numite lumini nordice, "lumini din Saint Elm", ionosfera pământului și, bineînțeles, focul.
Observați și focul, fulgerul și alte manifestări ale plasmei, cum o numim, arde. De ce este o emisie atât de puternică de lumină cauzată de plasmă? Luminescența plasmei se datorează tranziției electronilor de la starea de energie înaltă la o stare cu o energie redusă de postrecombinare cu ioni. Acest proces duce la emisii cu un spectru corespunzător gazului excitat. De aceea plasma este strălucitoare.
Aș vrea să vă spun puțin despre istoria plasmei. La urma urmei, o dată numit plasmă numai substanțe precum componenta lichidă a laptelui și componenta incoloră a sângelui. Totul sa schimbat în 1879. În acel an, faimosul om de știință englez William Crookes, investigând conductivitatea electrică în gaze, a descoperit fenomenul de plasmă. Adevărat, această stare de materie a fost numită plasmă numai în 1928. Și aceasta a fost făcută de Irving Langmuir.
În concluzie, vreau să spun că un astfel de fenomen interesant și misterios ca fulgerul cu bile, pe care l-am scris de mai multe ori pe acest site, este, desigur, și un plasmoid, ca fulgerul obișnuit. Acesta este probabil cel mai neobișnuit plasmoid al tuturor fenomenelor terestre cu plasmă. La urma urmei, există aproximativ 400 de teorii foarte diferite, în detrimentul fulgerului cu bile, dar nici unul dintre ele nu a fost recunoscut ca fiind cu adevărat corect. În condiții de laborator, fenomene similare, dar de scurtă durată au fost obținute în mai multe moduri diferite, astfel încât problema naturii fulgerului cu bile rămâne deschisă.
Desigur, în laboratoare a fost creată și plasmă convențională. Odată a fost dificil, dar acum un astfel de experiment nu este dificil. Odată ce plasmă a intrat ferm în arsenalul nostru de uz casnic, atunci în laboratoarele de peste el o mulțime de experimente.
Cea mai interesantă descoperire în regiunea plasmei a fost experimentarea cu plasmă în gravitație zero. Se pare că, în vid, plasma cristalizează. Acest lucru se întâmplă în felul următor: particulele de plasmă încărcate încep să se respingă reciproc, iar când au un volum limitat, ocupă spațiul care le este alocat, care rulează în direcții diferite. Aceasta este foarte asemănătoare cu o rețea de cristal. Aceasta înseamnă că plasma este legătura de închidere dintre prima stare agregată de materie și a treia? La urma urmei, devine o plasmă datorată ionizării gazului și, în vid, plasma devine din nou solidă. Dar asta e doar ghicitul meu.
Plasmele cristaline în spațiu au, de asemenea, o structură destul de ciudată. Această structură poate fi observată și studiată numai în spațiu, într-un vid cosmic real. Chiar dacă vom crea un vid pe Pământ și vom plasa acolo, atunci gravitatea va stoarce pur și simplu întreaga "imagine" formată în interior. În spațiu, totuși, cristalele plasmatice decolează pur și simplu, formând o structură tridimensională tridimensională tridimensională, cu o formă ciudată. După trimiterea rezultatelor observării plasmei în orbită către oamenii de știință ai Pământului, s-a dovedit că vortexul din plasmă repetă ciudat structura galaxiei noastre. Și asta înseamnă că în viitor va fi posibil să înțelegem cum a apărut galaxia noastră prin studiul plasmei. Mai jos, în fotografii, se arată aceeași plasmă cristalizată.
Acesta este tot ce aș vrea să spun despre subiectul plasmei. Sper că sunteți interesat și surprins. La urma urmei, acest fenomen este cu adevărat uimitor, pentru a fi mai exact, starea de stare a materiei de stat - 4.
Valeria! Chestii bune. Într-adevăr, plasma este cea mai comună stare agregată de materie din univers. Plasma este formată din stele, iar spațiile interstelare sunt în mare parte umplute cu plasmă. Focul pe care îl vedem în incendiile de gaz și în incendii este, de asemenea, o plasmă. Dar, deoarece plasarea are loc în situații atât de diferite în ceea ce privește condițiile, aceasta diferă foarte mult în proprietățile sale în condiții diferite.
În principiu, ați acordat atenție diferenței de temperatură a plasmei. Acest lucru este, fără îndoială, așa. Dar proprietățile plasmei sunt determinate împreună cu temperatura prin presiune. proprietățile particulelor generatoarelor sale. și concentrația acestor particule pe unitatea de volum. Acest lucru este similar cu faptul că proprietățile unui gaz ideal sunt determinate de temperatura, presiune și masa molară.
Dar, spre deosebire de gaz, mișcarea plasmei depinde încă foarte mult de câmpul magnetic. în care se mișcă plasmă. Plasma poate să-și subordoneze un câmp extern sau, dimpotrivă, să urmeze complet liniile forței câmpului magnetic. În primul caz, se vorbește de câmpul magnetic înghețat în plasmă, iar în al doilea caz, de plasmă înghețată în câmpul magnetic. Această legătură cu câmpul magnetic se datorează faptului că plasma este un set de particule încărcate relativ liber, în timp ce gazul și toate celelalte stări de agregate sunt formate din atomi neutri.
Aș sugera să scrieți despre o plasmă care este scoasă din suprafața Soarelui și a stelelor. Este vorba de o rază cosmică a vântului solar și stelar. Scrie despre aceste fenomene. Și acest lucru va completa ideea generală de plasmă în materialul tău. Puteți scrie acest lucru într-un articol separat.
În plus, voi atrage atenția și asupra faptului că atunci când vorbim despre cristalele de plasmă, compararea cu un solid nu este în întregime corectă. Plasma nu poate deveni solidă - acesta este lotul unei alte stări agregate. Deși în centrul Soarelui plasa are o densitate de opt ori mai mare decât densitatea aurului, totuși nu are o duritate. Important în cristalele plasmatice este tocmai ordonarea spațială a distribuției în spațiul de densitate a plasmei. Deseori în cer se pot vedea crestele ordonate de nori. Acestea sunt valuri interne în atmosferă. Ei nu au o duritate, dar au o structură periodică. Și plasmă - în anumite condiții, în ea apare o structură obișnuită, similară structurii cristaline a solidelor.
Desigur, voi vorbi la seminar, dar cu lucrările mele de cercetare asupra fenomenelor optice cauzate de reacțiile chimice în atmosfera superioară. Deși mă gândesc să scriu o lucrare de cercetare despre plasmă, dar nu acum. Până în prezent, am deja câteva teme planificate referitoare direct la astrofizică.
Din cauza ilustrației: aceasta este o fotografie foarte comună - o fotografie a unei lămpi cu plasmă. Am menționat, de asemenea, o lampă cu plasmă în acest articol.
M-am uitat la enigma. Interesant! Vă mulțumim pentru link și pentru citirea articolului meu.
Trimiteți-le prietenilor: