Plazma yra a materijos būsena kur dujos fazė maitinama iki atominės elektronai nebėra siejami su jokiu konkrečiu atomu branduolys. Plazmos yra sudarytos iš teigiamo krūvio jonai ir nesurišti elektronai. Plazma gali būti gaunama kaitinant dujas iki jonizacijos arba veikiant stipriam elektromagnetiniam laukui.
Terminas plazma yra kilęs iš graikų kalbos žodžio, reiškiančio želė arba formuojamą medžiagą. Šį žodį 1920 m. Įvedė chemikas Irvingas Langmuiras.
Plazma laikoma viena iš keturių pagrindinių materijos būsenų kartu su kietosiomis medžiagomis, skysčiais ir dujomis. Nors kitos trys materijos būsenos dažniausiai sutinkamos kasdieniame gyvenime, plazma yra palyginti reta.
Plazmos pavyzdžiai
Plazminis rutulinis žaislas yra tipiškas plazmos pavyzdys ir kaip ji elgiasi. Plazma taip pat randama neoninėse lemputėse, plazminiuose ekranuose, lankinio suvirinimo degikliuose ir „Tesla“ ritėse. Natūralūs plazmos pavyzdžiai yra auros žaibas, jonosfera, Šv. Elmo ugnis ir elektros kibirkštys. Nors plazmoje ji dažnai nematoma, plazma yra pati gausiausia materijos forma Visatoje (išskyrus galbūt tamsiąją medžiagą). Žvaigždės, saulės vidus, saulės vėjas ir saulės korona susideda iš visiškai jonizuotos plazmos. Tarpžvaigždinėje terpėje ir tarpgalaktinėje terpėje taip pat yra plazmos.
Plazmos savybės
Tam tikra prasme plazma yra tarsi dujos, nes ji įgauna savo indo formą ir tūrį. Tačiau plazma nėra tokia laisva kaip dujos, nes jos dalelės yra įkrautos elektra. Priešingi krūviai traukia vienas kitą, todėl plazma dažnai palaiko bendrą formą ar tekėjimą. Įkrautos dalelės taip pat reiškia, kad plazma gali būti suformuota arba joje gali būti elektrinis ir magnetinis laukai. Paprastai plazmos slėgis yra daug mažesnis nei dujų.
Plazmos tipai
Plazma yra atomų jonizacijos rezultatas. Kadangi gali būti jonizuojami visi atomai arba jų dalis, yra skirtingi jonizacijos laipsniai. Jonizacijos lygį daugiausia kontroliuoja temperatūra, kai, padidėjus temperatūrai, padidėja jonizacijos laipsnis. Medžiaga, kurioje jonizuota tik 1% dalelių, gali parodyti plazmos savybes, tačiau ne būti plazma.
Plazma gali būti klasifikuojama kaip „karšta“ arba „visiškai jonizuota“, jei beveik visos dalelės yra jonizuotos, arba „šalta“ arba „nevisiškai jonizuota“, jei jonizuota maža dalis molekulių. Atminkite, kad šaltos plazmos temperatūra vis dar gali būti neįtikėtinai karšta (tūkstančiai laipsnių Celsijaus)!
Kitas būdas klasifikuoti plazmą yra toks, koks yra terminis arba neterminis. Šiluminėje plazmoje elektronai ir sunkesnės dalelės yra šiluminėje pusiausvyroje arba toje pačioje temperatūroje. Neterminės plazmos elektronai yra daug aukštesnėje temperatūroje nei jonai ir neutralios dalelės (kurios gali būti kambario temperatūroje).
Plazmos atradimas
Pirmasis mokslinis plazmos aprašymas buvo padarytas sero Williamo Crookeso 1879 m., Nurodant tai, ką jis vadino „spinduliuojančia materija“ Crookes katodinio spindulio vamzdyje. Britų fizikas Seras J.J. Thomsono eksperimentai su katodinio spindulio vamzdeliu paskatino jį pasiūlyti atominį modelį, kuriame atomai sudaryti iš teigiamų (protonų) ir neigiamai įkrautų subatominių dalelių. 1928 m. Langmuir davė pavadinimą materijos formai.