Жоғарыда аталған үш күйден басқа, зат төртінші агрегаттық күйде болуы мүмкін - плазма , ол салыстырмалы түрде жақында ашылды. Плазма күйі газ күйіндегі зат ультра жоғары температура (бірнеше миллион градус), күшті электр разрядтары немесе электромагниттік сәулелену сияқты күшті иондаушы факторларға әсер еткенде пайда болады. Бұл жағдайда заттың молекулалары мен атомдары жойылып, оң зарядталған ядролар мен орасан зор жылдамдықпен қозғалатын электрондардан тұратын қоспаға айналады. Осы себепті плазманы кейде электронды-ядролық газ деп те атайды.

Плазманың екі түрі бар: изотермиялық және газды разряд.

Изотермиялық плазмаОл жоғары температурада алынады, оның әсерінен зат атомдарының термиялық диссоциациясы жүреді және шексіз өмір сүре алады. Плазманың бұл түрі жұлдыздардың заты, сондай-ақ шар найзағайы. Жердің ионосферасы да плазманың ерекше түрі болып табылады; дегенмен, бұл жағдайда иондану Күннің ультракүлгін сәулеленуінің әсерінен жүреді.

Изотермиялық плазма ғарыштық процестерде өте маңызды рөл атқарады. Ғарыш кеңістігіндегі материяның тағы үш күйі ерекше жағдайлар болып табылады.

Газ шығару плазмасыэлектр разряды кезінде пайда болады, сондықтан электр өрісі болған кезде ғана тұрақты болады. Сыртқы өрістің әрекеті тоқтаған бойда иондар мен электрондардан бейтарап атомдардың түзілуіне байланысты газ разрядты плазма 10 –5 -10 –4 с ішінде жоғалады.

Плазманың тамаша қасиеттерінің бірі оның жоғары электр өткізгіштігі болып табылады. Плазма температурасы неғұрлым жоғары болса, оның өткізгіштігі соғұрлым жоғары болады. Осыған байланысты плазма арқылы жүздеген мың және миллиондаған ампер токтар өтуі мүмкін.

Мұндай токтарды плазма арқылы өткізу арқылы оның температурасын ондаған, тіпті жүздеген миллион градусқа дейін, ал қысымын ондаған гигапаскальға дейін көтеруге болады. Мұндай жағдайлар өткізуге жақын екені белгілі термоядролық синтез реакциялары , орасан зор энергияны өндіре алады.

Белгілі болғандай, энергия тек ядролардың ыдырауы кезінде ғана емес, сонымен бірге олардың қосылуы кезінде де бөлінеді, яғни жеңілірек ядролардың ауырларға қосылуы кезінде. Бұл жағдайда міндет электрлік тебілуді жеңу және жеңіл ядроларды олардың арасында ядролық тартымды күштер әрекет ете бастайтын жеткілікті аз қашықтыққа жақындату болып табылады. Мысалы, екі протон мен екі нейтронды гелий атомының ядросына біріктіруге мәжбүрлеу мүмкін болса, онда орасан зор энергия бөлінетін еді. Кәдімгі соқтығыстардың нәтижесінде жоғары температураға дейін қыздыру арқылы ядролар соншалықты аз қашықтыққа жақындай алады, сондықтан ядролық күштер әрекет етеді және синтез жүреді. Басталғаннан кейін синтездеу процесі, есептеулер көрсеткендей, одан әрі ядролық синтездерге қажетті жоғары температураны ұстап тұру үшін қажетті жылу мөлшерін қамтамасыз ете алады, яғни. процесс үздіксіз жалғасады. Бұл жылу энергиясының соншалықты қуатты көзін шығарады, оның мөлшерін тек қажетті материалдың мөлшерімен басқаруға болады. Бұл реттелетін термоядролық синтез реакциясын жүргізудің мәні.

Электр тогы плазма арқылы өткенде электрондар мен иондардың ағынын қысатын күшті магнит өрісін жасайды. плазмалық сым Бұл ыдыстың қабырғаларынан плазманың жылу оқшаулауына қол жеткізеді. Ток күшейген сайын плазманың электромагниттік қысылуы айқынырақ болады. Бұл деп аталатын нәрсенің мәні қысу әсері .Зерттеу көрсеткендей, шымшу эффектісі мен белгілі бір заңға сәйкес өзгеретін сыртқы магнит өрістері тудыратын күштер плазманы синтез реакциясы жүретін «магниттік бөтелкеде» ұстау үшін сәтті пайдаланылуы мүмкін.

ХИМИЯЛЫҚ БАЙЛАНЫС ТЕОРИЯСЫ

Химиялық байланыстар туралы ілімнің жалпы ережелері. Коваленттік байланыс

Химиялық байланыс ұғымы қазіргі ғылымдағы іргелі ұғымдардың бірі болып табылады. Атомдардың өзара әрекеттесу табиғатын білмейінше, химиялық қосылыстардың түзілу механизмін, олардың құрамы мен реакциялық қабілетін түсіну, одан да көп жаңа материалдардың қасиеттерін болжау мүмкін емес.

Химиялық байланыстар туралы ең алғашқы және толық түсініксіз идеяларды 1857 жылы Кекуле енгізді. Ол атап көрсетті. басқа элемент атомымен байланысқан атомдар саны құрамдас бөліктердің негізділігіне байланысты .

«Химиялық байланыс» терминін алғаш рет А.М. Бутлеров 1863 ж. Химиялық байланыстар туралы ілімді құруда оның 1861 жылы ұсынылған химиялық құрылым теориясы үлкен рөл атқарды, алайда, теорияның негізгі ережелерін тұжырымдап, Бутлеров әлі «химиялық байланыс» терминін пайдаланбады. ». Оның ілімінің қағидалары төмендегідей:

1. Молекулалардағы атомдар бір-бірімен белгілі бір реттілікпен байланысады. Бұл ретті өзгерту жаңа қасиеттері бар жаңа заттың пайда болуына әкеледі.

2. Атомдардың байланысы олардың валенттілігіне сәйкес жүреді.

3. Заттардың қасиеттері тек құрамына ғана емес, сонымен бірге олардың «химиялық құрылымына» да, яғни. молекулалардағы атомдардың байланысу тәртібі және олардың өзара әсер ету сипаты туралы.

Сонымен, заттардың қасиеттері олардың сапалық және сандық құрамымен ғана емес, молекулаларының ішкі құрылысымен де анықталады.

1863 жылы Бутлеров «Кейбір изомерия жағдайларының әртүрлі түсіндірмесі туралы» атты еңбегінде «атомдар арасындағы химиялық байланыс әдісі», «жеке атомдардың химиялық байланысы» туралы айтқан.

«Химиялық байланыс» термині нені білдіреді?

Бұл ұғымға бірқатар анықтамалар беруге болады, бірақ олардың ішіндегі ең айқыны – бұл химиялық байланыс – бұл заттардың түзілуі кезінде атомдар арасында болатын өзара әрекеттесу.

Химиялық байланыстың табиғатын ғылыми түсіндіру атом құрылысы туралы ілім пайда болғаннан кейін ғана пайда болуы мүмкін. 1916 жылы американдық физик-химик Льюис химиялық байланыс әртүрлі атомдарға жататын электрондарды жұптастыру арқылы пайда болады деп ұсынды. Бұл идея қазіргі заманның бастау нүктесі болды коваленттік химиялық байланыс теориясы .

Сол жылы неміс ғалымы Коссель екі атом әрекеттескенде олардың бірі электрондарды береді, ал екіншісі электрондарды қабылдайды деген ұсыныс жасады. Алынған иондардың электростатикалық әрекеттесуі тұрақты қосылыстың түзілуіне әкеледі. Коссель идеяларының дамуы жасампаздыққа әкелді иондық байланыс теориясы .

Кез келген жағдайда, химиялық байланыс электрлік текті, өйткені ақырында электрондардың өзара әрекеттесуіне байланысты.

Химиялық байланыстың пайда болу себептерінің бірі - атомдардың неғұрлым тұрақты күйді қабылдауға ұмтылысы. Химиялық байланыстың түзілуінің қажетті шарты әрекеттесетін атомдар жүйесінің потенциалдық энергиясының төмендеуі болып табылады.

Химиялық реакциялар кезінде атомдардың ядролары мен ішкі электрон қабаттары өзгеріске ұшырамайды. Химиялық байланыс ядродан ең қашықтағы электрондардың әрекеттесуінен пайда болады. валенттілік .

Валенттік элементтерге мыналар жатады: s-элементтер үшін - сыртқы энергетикалық деңгейдің s-электрондары, p-элементтер үшін - сыртқы энергетикалық деңгейдің s- және p-электрондары, d-элементтер үшін - сыртқы және d-электрондардың s-электрондары. сыртқы энергияға дейінгі деңгейлердің, f- элементтері үшін - сыртқы s-электрондары және үшінші сыртқы энергия деңгейлерінің f-электрондары.

Әдетте химиялық байланыстың бес негізгі түрі бар: иондық, коваленттік, металдық, сутегі, және де молекулааралық әрекеттесу , ван дер Ваальс күштерінің әсерінен туындады және алғашқы үш байланыс түрі соңғы екеуіне қарағанда айтарлықтай күшті.

Химиялық байланыс туралы қазіргі ілім кванттық механикалық концепцияларға негізделген. Қазіргі уақытта химиялық байланыстарды сипаттау үшін екі әдіс кеңінен қолданылады: валенттік байланыс әдісі(MVS) және молекулалық орбиталық әдіс(ММО).

BC әдісі қарапайым және көрнекі, сондықтан біз химиялық байланыс теориясын қарастыруды одан бастаймыз.

Ең көп таралған ковалентті химиялық байланысты қарастырайық.

Валенттік байланыс әдісі

BC әдісі келесі ережелерге негізделген.

1. Ковалентті химиялық байланыс спиндері қарама-қарсы бағытталған екі электрон арқылы түзіледі және бұл электронды жұп бір уақытта екі атомға жатады. Атомдардың өзі жеке даралығын сақтайды.

2. Ковалентті химиялық байланыс өзара әрекеттесетін электрон бұлттары неғұрлым көп қабаттасса, соғұрлым күшті болады.

Сөздің кең мағынасында коваленттік байланыс электрондарды ортақ пайдалану арқылы жүзеге асырылатын атомдар арасындағы химиялық байланыс.Коваленттік байланысты химиялық байланыстың әмбебап, ең кең тараған түрі ретінде қарастыруға болады.

Молекуладағы электронның күйін дәл сипаттау үшін ең аз энергия шартын көрсете отырып, сәйкес электрондар мен ядролар жүйесі үшін Шредингер теңдеуін шешу қажет. Дегенмен, қазіргі кезде Шредингер теңдеуін шешу ең қарапайым жүйелер үшін ғана мүмкін. Электрондық толқын функциясының алғашқы жуықтап есептеуін 1927 жылы Гейтлер мен Лондон сутегі молекуласы үшін жасады.

Күріш. 4.1. Екі сутегі атомынан тұратын жүйе энергиясының тәуелділігі

параллель (1) және электрондар үшін ядроаралық қашықтық

антипараллельді (2) спиндер.

Жұмыстардың нәтижесінде олар жүйенің потенциалдық энергиясын екі сутегі атомының ядроларының ара қашықтығымен байланыстыратын теңдеу алды. Есептеу нәтижелері екі электронның спиндерінің таңбалары бойынша бірдей немесе қарама-қарсы болуына байланысты екені анықталды.

Параллель спиндермен атомдардың жақындауы жүйе энергиясының үздіксіз өсуіне әкеледі. Қарама-қарсы бағытталған спиндермен атомдар бір-біріне белгілі бір қашықтыққа жақындайды r 0 жүйе энергиясының төмендеуімен бірге жүреді, содан кейін ол қайтадан арта бастайды (4.1-сурет).

Сонымен, егер электрон спиндері параллель болса, химиялық байланыстың түзілуі энергетикалық себептермен болмайды, бірақ қарама-қарсы бағытталған электрон спиндері жағдайында Н2 молекуласы түзіледі - екі сутегі атомының тұрақты жүйесі, олардың арасындағы қашықтық. ядролары болып табылады r 0 .

Бұл қашықтық r 0 атом радиусынан екі есе аз (сутегі молекуласы үшін – тиісінше – 0,074 және 0,106 нм), сондықтан химиялық байланыс түзілген кезде электрон бұлттары мен әрекеттесуші атомдардың өзара қабаттасуы орын алады (3.2-сурет).

Күріш. 4.2. Түзілу кезінде электронды бұлттардың қабаттасу схемасы

сутегі молекулалары

Бұлттардың қабаттасуына байланысты ядролар арасындағы электрон тығыздығы артып, осы теріс зарядты аймақ пен өзара әрекеттесетін атомдардың оң зарядталған ядролары арасындағы тартымды күштер артады. Тартымды күштердің артуы энергияның бөлінуімен бірге жүреді, бұл химиялық байланыстың пайда болуына әкеледі.

Құрылымдық формулаларды бейнелегенде байланыс сызықша немесе екі нүктемен белгіленеді (нүкте электронды білдіреді):

N – N N: N

Қарастырылған жағдайда сутегі атомдарының s-орбитальдарында орналасқан электрондар ортақ болады. Сутегі атомында басқа электрондар жоқ. Мысалы, галогендер жағдайында, әрекеттесетін әрбір атомда сыртқы энергетикалық деңгейде химиялық байланыстың түзілуіне қатыспайтын үш жұп электрон болады (екі s-электрон және төрт p-электрон):

F2 молекуласындағы химиялық байланыс атомдық р-орбитальдарда орналасқан жұптаспаған электрондардың әрекеттесуі нәтижесінде пайда болады, қалған электрондар химиялық байланыстың түзілуіне қатыспайды (оларды көбінесе жалғыз электрон жұптары деп атайды).

H 2 және F 2 молекулаларының түзілуіне әрбір атомнан бір ғана электрон қатысады. Бір жұп электрон түзетін коваленттік байланыс деп аталады бойдақ байланыс

Екі немесе үш жұп электроннан түзілетін байланыс деп аталады бірнеше байланыс Осылайша, оттегі және азот атомдарында сәйкесінше екі және үш жұпталмаған электрондар болады:

Демек, әрбір атомнан сәйкесінше екі немесе үш электрон O 2 және N 2 молекулаларының түзілуіне қатысады. Осылайша, оттегі молекуласындағы байланыс екі есе, ал азот молекуласында үш есе болады:

Көптік байланыс қалай құрылады? Бұл жағдайларда барлық қосылымдар тең бе? Осы және басқа да қатысты сұрақтарға жауап беру үшін коваленттік байланыстың негізгі сипаттамаларын қарастыруымыз керек.

Және басқалар. Агрегация күйінің өзгеруі бос энергияның, энтропияның, тығыздықтың және басқа да негізгі физикалық қасиеттердің күрт өзгеруімен қатар жүруі мүмкін.

Кез келген зат үш күйдің біреуінде ғана өмір сүре алатыны белгілі: қатты, сұйық немесе газ тәрізді, оның классикалық мысалы су, ол мұз, сұйық және бу түрінде болуы мүмкін. Алайда, егер бүкіл Әлемді тұтастай алатын болсақ, бұл даусыз және кең таралған күйлерде болатын заттар өте аз. Олар химиядағы елеусіз іздер деп саналатыннан асып кетуі екіталай. Әлемдегі барлық басқа материялар плазмалық күйде.

1. Плазма дегеніміз не?

«плазма» сөзі (грек тілінен аударғанда «плазма» - «түзілген») 19 ғасырдың ортасында

В. қанның түссіз бөлігі (қызыл және ақ денелері жоқ) және деп атала бастады

тірі жасушаларды толтыратын сұйықтық. 1929 жылы американдық физиктер Ирвинг Лангмюр (1881–1957) және Леви Тонко (1897–1971) газ разрядтық түтіктегі иондалған газды плазма деп атады.

Ағылшын физигі Уильям Крукс (1832-1919), электр тогын зерттеген

сирек ауасы бар түтіктерде разряд, былай деп жазды: «Эвакуациядағы құбылыстар

түтіктер физика ғылымы үшін жаңа әлемді ашады, онда материя төртінші күйде болуы мүмкін».

Температураға байланысты кез келген зат өзінің күйін өзгертеді

күй. Осылайша, теріс (Цельсий) температурадағы су қатты күйде, 0-ден 100 ° C-қа дейін - сұйық күйде, 100 ° C-тан жоғары - газ күйінде болса, атомдар мен молекулалар электрондарын жоғалта бастайды - олар ионданады және плазмаға айналады 1 000 000 ° C жоғары температурада плазма абсолютті ионданады - ол тек электрондардан және оң иондардан тұрады Ғалам массасының шамамен 99%, жұлдыздардың көпшілігі, жер атмосферасының (ионосфера) сыртқы бөлігі де плазма.

Құрамында плазмасы бар радиациялық белдеулер одан да жоғары.

Авроралар, найзағай, соның ішінде глобулярлық найзағай - бұл Жердегі табиғи жағдайларда байқалатын плазманың әртүрлі түрлері. Ал Ғаламның елеусіз бөлігі ғана қатты заттардан – планеталардан, астероидтардан және шаң тұмандықтарынан тұрады.

Физикада плазманы электрден тұратын газ деп түсінеді

зарядталған және бейтарап бөлшектер, олардың жалпы электр заряды нөлге тең, яғни. квазинейтралдылық шарты орындалады (сондықтан, мысалы, вакуумде ұшатын электрондар шоғы плазма емес: ол теріс зарядты алып жүреді).

1.1. Плазманың ең типтік формалары

Плазманың қасиеттері мен параметрлері

Плазманың келесі қасиеттері бар:

Төмен температуралы плазма ионданудың төмен дәрежесімен (1%-ға дейін) сипатталады. Мұндай плазмалар технологиялық процестерде жиі қолданылатындықтан, оларды кейде технологиялық плазмалар деп те атайды. Көбінесе олар электрондарды жеделдететін электр өрістерінің көмегімен жасалады, бұл өз кезегінде атомдарды иондайды. Электр өрістері газға индуктивті немесе сыйымдылық байланысы арқылы енгізіледі (индуктивті байланысқан плазманы қараңыз). Төмен температуралы плазманың типтік қолданбаларына бет қасиеттерін плазмалық түрлендіру (алмас қабықшалар, металды нитридтеу, суланғыштықты өзгерту), беттерді плазмалық оюлау (жартылай өткізгіш өнеркәсібі), газдар мен сұйықтықтарды тазарту (дизельдік қозғалтқыштарда судың озонизациясы және күйе бөлшектерінің жануы) жатады. .

Ыстық плазма әрдайым дерлік толығымен иондалады (иондану дәрежесі ~ 100%). Әдетте бұл «материяның төртінші күйі» деп түсініледі. Мысалы, Күн.

2.4. Тығыздығы

Плазманың өмір сүруінің негізі болып табылатын температурадан басқа, плазманың екінші маңызды қасиеті оның тығыздығы болып табылады. Плазма тығыздығы тіркесі әдетте электрон тығыздығын, яғни көлем бірлігіндегі бос электрондар санын білдіреді (қатаң айтқанда, бұл жерде тығыздық концентрация деп аталады - көлем бірлігінің массасы емес, көлем бірлігіне келетін бөлшектердің саны). Квазинейтралды плазмада ионның тығыздығы оған иондардың орташа заряд саны арқылы байланысты: . Келесі маңызды шама бейтарап атомдардың тығыздығы n0. Ыстық плазмада n0 аз, бірақ соған қарамастан плазмадағы процестердің физикасы үшін маңызды болуы мүмкін. Тығыз, идеалды емес плазмадағы процестерді қарастырған кезде тығыздықтың сипаттамалық параметрі rs болады, ол орташа бөлшектер аралық қашықтықтың Бор радиусына қатынасы ретінде анықталады.

2.5. Квазибейтараптық

Плазма өте жақсы өткізгіш болғандықтан, электрлік қасиеттері маңызды. Плазма потенциалы немесе кеңістік потенциалы – кеңістіктің берілген нүктесіндегі электрлік потенциалдың орташа мәні. Плазмаға қандай да бір дене енгізілсе, оның әлеуеті Дебай қабатының пайда болуына байланысты әдетте плазмалық потенциалдан аз болады. Бұл потенциал қалқымалы потенциал деп аталады. Жақсы электр өткізгіштігінің арқасында плазма барлық электр өрістерін қорғауға бейім. Бұл квазинейтралдылық құбылысына әкеледі – теріс зарядтардың тығыздығы жақсы дәлдікпен оң зарядтардың тығыздығына тең (). Плазманың жақсы электр өткізгіштігінің арқасында оң және теріс зарядтардың бөлінуі Дебай ұзындығынан үлкен қашықтықта және плазмалық тербеліс периоды уақытынан көп уақытта мүмкін емес.

Квазинейтралды емес плазманың мысалы ретінде электронды сәулені келтіруге болады. Бірақ бейтарап емес плазмалардың тығыздығы өте аз болуы керек, әйтпесе кулондық тебілу әсерінен олар тез ыдырайды.

Математикалық сипаттама

Плазманы әр түрлі деңгейлерде сипаттауға болады. Әдетте плазма электромагниттік өрістерден бөлек сипатталады.

3.1. Сұйықтық (сұйықтық) моделі

Сұйықтық моделінде электрондар тығыздық, температура және орташа жылдамдықпен сипатталады. Модель мыналарға негізделген: тығыздық үшін теңгерім теңдеуі, импульстің сақталу теңдеуі және электронды энергия балансының теңдеуі. Екі сұйықтықты модельде иондар дәл осылай өңделеді.

3.2. Кинетикалық сипаттама

Кейде сұйық модель плазманы сипаттау үшін жеткіліксіз. Толығырақ сипаттама кинетикалық модельмен берілген, онда плазма координаттар мен момент бойынша электрондардың таралу функциясы бойынша сипатталады. Модель Больцман теңдеуіне негізделген. Больцман теңдеуі кулондық күштердің ұзақ диапазондық сипатына байланысты кулондық әрекеттесуі бар зарядталған бөлшектердің плазмасын сипаттау үшін қолданылмайды. Сондықтан кулондық әрекеттесуі бар плазманы сипаттау үшін зарядталған плазма бөлшектерімен құрылған өздігінен тұрақты электромагниттік өрісі бар Власов теңдеуі қолданылады. Кинетикалық сипаттама термодинамикалық тепе-теңдік болмаған кезде немесе күшті плазма біртексіздігі болған жағдайда қолданылуы керек.

3.3. Бөлшек-In-Cell (жасушадағы бөлшек)

Бөлшектердің жасушадағы үлгілері кинетикалық модельдерге қарағанда егжей-тегжейлі. Олар жеке бөлшектердің үлкен санының траекториясын қадағалау арқылы кинетикалық ақпаратты біріктіреді. Электрлік тығыздық заряд пен ток қарастырылып отырған мәселемен салыстырғанда шағын, бірақ соған қарамастан бөлшектердің көп мөлшерін қамтитын ұяшықтардағы бөлшектерді қосу арқылы анықталады. Электрондық пошта және маг. Өрістер ұяшық шекарасындағы заряд пен ток тығыздығынан табылады.

4. Плазманы қолдану

Плазма жарықтандыру технологиясында кеңінен қолданылады - көшелерді жарықтандыратын газ разрядты лампаларда және үй ішінде қолданылатын флуоресцентті лампаларда. Сонымен қатар, әртүрлі газ разрядтық құрылғыларда: электр тогын түзеткіштер, кернеу тұрақтандырғыштары, плазмалық күшейткіштер және ультра жоғары жиілікті (микротолқынды) генераторлар, ғарыштық бөлшектерді есептегіштер. Барлық газ лазерлері (гелий-неон, криптон, көмірқышқыл газы және т.б.) деп аталатындар шын мәнінде плазма болып табылады: олардағы газ қоспалары электр разрядымен иондалады. Плазмаға тән қасиеттерге металдағы өткізгіштік электрондар (кристалдық торда қатты бекітілген иондар олардың зарядтарын бейтараптайды), бос электрондар жиынтығы және жартылай өткізгіштердегі жылжымалы «саңылаулар» (бос орындар) ие. Сондықтан мұндай жүйелер қатты денелі плазма деп аталады. Газ плазмасы әдетте төмен температураға - 100 мың градусқа дейін және жоғары температураға - 100 миллион градусқа дейін бөлінеді. Электр доғасын пайдаланатын төмен температуралы плазманың генераторлары – плазматрондар бар. Плазмалық алауды пайдаланып, кез келген дерлік газды секундтың жүздік және мыңнан бір бөлігінде 7000-10000 градусқа дейін қыздыруға болады. Плазма алауының жасалуымен ғылымның жаңа саласы – плазма химиясы пайда болды: көптеген химиялық реакциялар жеделдетіледі немесе тек плазмалық ағында жүреді. Плазматрондар тау-кен өнеркәсібінде және металдарды кесу үшін қолданылады. Сондай-ақ плазмалық қозғалтқыштар мен магнитогидродинамикалық электр станциялары жасалды. Зарядталған бөлшектердің плазмалық үдеуінің әртүрлі схемалары жасалуда. Плазма физикасының орталық мәселесі басқарылатын термоядролық синтез мәселесі болып табылады. Термоядролық реакциялар – өте жоғары температурада (> 108 К және одан жоғары) жүретін жеңіл элементтердің (ең алдымен сутегі изотоптары – дейтерий D және тритий Т) ядроларынан ауыр ядролардың синтезі. Табиғи жағдайда Күнде термоядролық реакциялар жүреді: сутегі ядролары бір-бірімен қосылып, гелий ядроларын түзеді, энергияның едәуір мөлшерін бөледі. Сутегі бомбасында жасанды термоядролық синтез реакциясы жүргізілді.

Қорытынды

Плазма әлі күнге дейін физикада ғана емес, сонымен қатар химияда (плазмалық химия), астрономияда және басқа да көптеген ғылымдарда аз зерттелген объект болып табылады. Сондықтан плазма физикасының ең маңызды техникалық принциптері зертханалық даму сатысынан әлі кеткен жоқ. Қазіргі уақытта плазма белсенді түрде зерттелуде, өйткені ғылым мен техника үшін үлкен маңызға ие. Бұл тақырып сонымен қатар қызықты, өйткені плазма материяның төртінші күйі болып табылады, оның бар екендігі 20 ғасырға дейін адамдар күдіктенбеген.

Әдебиеттер тізімі

Вурцель Ф.Б., Полак Л.С. Плазмохимия, М, Знание, 1985 ж.
Ораевский Н.В. Жердегі және ғарыштағы плазма, К, Наукова Думка, 1980 ж.

Менің ойымша, бәрі материяның 3 негізгі күйін біледі: сұйық, қатты және газ тәрізді. Біз материяның бұл күйлерін күнде және барлық жерде кездестіреміз. Көбінесе олар су мысалында қарастырылады. Судың сұйық күйі бізге ең таныс. Біз үнемі сұйық суды ішеміз, ол краннан ағады, ал өзіміз 70% сұйық сумыз. Судың екінші физикалық күйі - біз қыста көшеде көретін кәдімгі мұз. Күнделікті өмірде суды газ түрінде де оңай табуға болады. Газ күйінде су, бәрімізге белгілі, бу. Оны, мысалы, шәйнекті қайнатқанда көруге болады. Иә, 100 градуста су сұйық күйден газға айналады.

Бұл бізге таныс материяның үш күйі. Бірақ сіз олардың төртеуі бар екенін білесіз бе? Менің ойымша, бәрі кем дегенде бір рет «плазма» сөзін естіген. Бүгін мен плазма туралы көбірек білгім келеді - материяның төртінші күйі.

Плазма – оң және теріс зарядтардың тығыздығы бірдей жартылай немесе толық иондалған газ. Плазманы газдан алуға болады - күшті қыздыру арқылы заттың агрегациясының 3-ші күйінен. Агрегация күйі тұтастай алғанда, шын мәнінде, толығымен температураға байланысты. Агрегацияның бірінші күйі – дененің қатты күйінде болатын ең төменгі температура, екінші агрегаттық күй – дененің еріп, сұйық күйге айналу температурасы, үшінші агрегация күйі – заттың ең жоғары температурасы. газ. Әрбір дене, зат үшін бір агрегация күйінен екіншісіне өту температурасы мүлде әртүрлі, біреу үшін төмен, біреу үшін жоғары, бірақ барлығы үшін бұл реттілікпен қатаң болады. Қандай температурада зат плазмаға айналады? Бұл төртінші күй болғандықтан, оған өту температурасы әрбір алдыңғы күйден жоғары екенін білдіреді. Және шынымен де солай. Газды иондау үшін өте жоғары температура қажет. Ең төменгі температура және төмен иондалған (шамамен 1%) плазма 100 мың градусқа дейінгі температурамен сипатталады. Құрлық жағдайында мұндай плазманы найзағай түрінде байқауға болады. Найзағай арнасының температурасы 30 мың градустан асуы мүмкін, бұл Күн бетінің температурасынан 6 есе жоғары. Айтпақшы, Күн және барлық басқа жұлдыздар да плазма, көбінесе жоғары температура. Ғаламдағы барлық заттардың шамамен 99% плазма екенін ғылым дәлелдейді.

Төмен температуралы плазмадан айырмашылығы, жоғары температура плазмасының 100% дерлік иондануы және 100 миллион градусқа дейінгі температурасы бар. Бұл шын мәнінде жұлдызды температура. Жерде мұндай плазма тек бір жағдайда ғана кездеседі – термоядролық синтез эксперименттері үшін. Басқарылатын реакция өте күрделі және энергияны қажет етеді, бірақ бақыланбайтын реакция өзін орасан күштің қаруы - 1953 жылы 12 тамызда КСРО сынаған термоядролық бомба екенін дәлелдеді.

Плазма тек температура мен иондану дәрежесі бойынша ғана емес, сонымен қатар тығыздығы және квазибейтараптығы бойынша да жіктеледі. Топтастыру плазма тығыздығыәдетте білдіреді электрон тығыздығы, яғни көлем бірлігіне келетін бос электрондар саны. Осымен бәрі түсінікті деп ойлаймын. Бірақ квазибейтараптың не екенін бәрі біле бермейді. Плазманың квазинейтралдылығы оның ең маңызды қасиеттерінің бірі болып табылады, ол оның құрамына кіретін оң иондар мен электрондардың тығыздықтарының дәл дерлік теңдігінен тұрады. Плазманың жақсы электр өткізгіштігінің арқасында оң және теріс зарядтардың бөлінуі Дебай ұзындығынан үлкен қашықтықта және плазмалық тербеліс периоды уақытынан көп уақытта мүмкін емес. Барлық дерлік плазма квазибейтарап болып табылады. Квазинейтралды емес плазманың мысалы ретінде электронды сәулені келтіруге болады. Бірақ бейтарап емес плазмалардың тығыздығы өте аз болуы керек, әйтпесе кулондық тебілу әсерінен олар тез ыдырайды.

Біз плазманың жердегі өте аз мысалдарын қарастырдық. Бірақ олардың саны өте көп. Адам плазманы өз пайдасына пайдалануды үйренді. Заттың төртінші күйінің арқасында біз газ разрядты шамдарды, плазмалық теледидарларды, электр доғалық дәнекерлеуді және лазерлерді пайдалана аламыз. Кәдімгі люминесцентті разрядты шамдар да плазмалық болып табылады. Біздің әлемде плазмалық лампа да бар. Ол негізінен ғылымда зерттеу үшін қолданылады және ең бастысы, плазмадағы ең күрделі құбылыстарды, соның ішінде филаментацияны көру үшін қолданылады. Мұндай шамның фотосуретін төмендегі суретте көруге болады:

Тұрмыстық плазмалық құрылғылардан басқа, табиғи плазманы да Жерде жиі көруге болады. Біз оның мысалдарының бірі туралы айттық. Бұл найзағай. Бірақ найзағайдан басқа, плазмалық құбылыстарды солтүстік шамдар, «Әулие Эльмо оты», Жердің ионосферасы және, әрине, от деп атауға болады.

Өрт, найзағай және плазманың басқа көріністері, біз оны осылай атаймыз, жанып кететініне назар аударыңыз. Плазмадан мұндай жарық сәулеленудің себебі неде? Плазма жарқырауы электрондардың иондармен рекомбинацияланғаннан кейін жоғары энергиялы күйден төмен энергиялы күйге өтуінен туындайды. Бұл процесс қоздырылған газға сәйкес спектрі бар сәулеленуге әкеледі. Сондықтан плазма жарқырайды.

Сондай-ақ плазманың тарихы туралы аздап айтқым келеді. Өйткені, бір кездері сүттің сұйық компоненті мен қанның түссіз компоненті сияқты заттарды ғана плазма деп атаған. 1879 жылы бәрі өзгерді. Дәл сол жылы атақты ағылшын ғалымы Уильям Крукс газдардағы электр өткізгіштігін зерттей отырып, плазма құбылысын ашты. Рас, заттың бұл күйі тек 1928 жылы плазма деп аталды. Ал мұны Ирвинг Лангмюр жасады.

Қорытындылай келе, мен бұл сайтта бірнеше рет жазған шар найзағай сияқты қызықты және жұмбақ құбылыс, әрине, қарапайым найзағай сияқты плазмоид екенін айтқым келеді. Бұл жердегі плазма құбылыстарының ішіндегі ең ерекше плазмоиды болуы мүмкін. Өйткені, шардың найзағайы туралы 400-ге жуық әртүрлі теориялар бар, бірақ олардың ешқайсысы шынымен дұрыс деп танылған жоқ. Зертханалық жағдайларда ұқсас, бірақ қысқа мерзімді құбылыстар бірнеше түрлі жолдармен алынды, сондықтан шар найзағайының табиғаты туралы мәселе ашық күйінде қалады.

Кәдімгі плазма, әрине, зертханаларда да жасалды. Бұл бір кездері қиын болды, бірақ қазір мұндай эксперимент аса қиын емес. Плазма біздің күнделікті арсеналымызға мықтап енгендіктен, олар зертханаларда оған көп тәжірибе жасауда.

Плазма саласындағы ең қызықты жаңалық нөлдік гравитациядағы плазмамен тәжірибелер болды. Плазма вакуумда кристалданады екен. Бұл былай болады: зарядталған плазма бөлшектері бір-бірін итермелей бастайды, ал олардың көлемі шектеулі болғанда, олар әртүрлі бағыттарға шашыраңқы түрде бөлінген кеңістікті алады. Бұл кристалдық торға өте ұқсас. Бұл плазманың заттың бірінші күйі мен үшінші күйі арасындағы байланыстырушы буын екенін білдірмейді ме? Өйткені, ол газдың ионизациялануынан плазмаға айналады, ал вакуумда плазма қайтадан қатты күйде болады. Бірақ бұл менің болжамым ғана.

Ғарыштағы плазмалық кристалдар да біршама оғаш құрылымға ие. Бұл құрылымды тек кеңістікте, кеңістіктің нақты вакуумында ғана байқауға және зерттеуге болады. Жерде вакуум жасап, плазманы сол жерге орналастырсаңыз да, гравитация оның ішінде пайда болған бүкіл «суретті» жай ғана қысады. Ғарышта плазмалық кристалдар жай ғана ұшып, біртүрлі пішіндегі үш өлшемді үш өлшемді құрылымды құрайды. Орбитадағы плазманы бақылау нәтижелерін Жердегі ғалымдарға жібергеннен кейін плазмадағы құйындар біздің галактиканың құрылымын біртүрлі қайталайды екен. Бұл болашақта плазманы зерттеу арқылы галактикамыздың қалай дүниеге келгенін түсінуге болатынын білдіреді. Төмендегі фотосуреттер бірдей кристалданған плазманы көрсетеді.

Типтік плазма мысалдары

Плазма – заттың ең көп тараған күйі. Бақыланатындардың 99%-дан астамы плазмадан тұрады. Плазманың келесі формалары белгілі:

Зертханалық және өндірістік
- Жалындар
- Дәнекерлеу доғасы
- Зымыран шығару
- Басқарылатын термоядролық синтезге арналған плазма
Табиғи
- және басқалары (термоядролық синтез арқылы түзілген)
- Жұлдызаралық газ

Қасиеттер

Плазма термині ұжымдық әсерлерді тудыру үшін жеткілікті үлкен зарядталған бөлшектер жүйелері үшін қолданылады. Зарядталған бөлшектердің микроскопиялық шағын мөлшері (мысалы, ион ұстағыштарындағы иондық сәулелер) плазма емес. Плазманың келесі қасиеттері бар:

Дебай скрининг ұзындығы плазманың тән өлшемімен салыстырғанда аз.
- r_D/L<<1\,
с шарының ішінде зарядталған бөлшектердің көп саны бар.
- r_D^3N>>1\,, Қайда N\,- зарядталған бөлшектердің концентрациясы
Бөлшектердің соқтығысуы арасындағы орташа уақыт плазмалық тербеліс кезеңімен салыстырғанда ұзақ.
- \tau\omega_(pl)>>1\,

Классификация

Плазма әдетте бөлінеді төмен температураЖәне жоғары температура, тепе-теңдікЖәне теңгерімсіздік, және көбінесе суық плазма тепе-теңдікте емес, ал ыстық плазма тепе-теңдікте болады.

Температура

Тепе-теңдіксіз плазмада электрон температурасы ион температурасынан айтарлықтай асып түседі. Бұл ион мен электронның массаларының айырмашылығына байланысты пайда болады, бұл энергия алмасу процесін қиындатады. Бұл жағдай иондардың температурасы шамамен жүздеген, ал электрондардың температурасы ондаған мың градус шамасында болған кезде газ разрядтарында орын алады.

Тепе-теңдік плазмаларында екі температура тең болады. Иондану процесі иондану потенциалымен салыстырылатын температураларды қажет ететіндіктен, тепе-теңдік плазмалары әдетте ыстық болады (температурасы бірнеше мың градустан жоғары).

Тұжырымдама жоғары температуралы плазмаәдетте миллиондаған градус температураны қажет ететін термоядролық синтез плазмасы үшін қолданылады.

Иондану дәрежесі

Иондалу дәрежесі иондалған бөлшектер санының бөлшектердің жалпы санына қатынасы ретінде анықталады. Төмен температуралы плазмалар ионданудың төмен дәрежесімен сипатталады (<1 %). Так как такие плазмы довольно часто употребляются в плазмалық технологияларолар кейде деп аталады технологиялық плазмалар. Көбінесе олар электрондарды жеделдететін электр өрістерінің көмегімен жасалады, бұл өз кезегінде атомдарды иондайды. Электр өрістері газға индуктивті немесе сыйымдылық байланысы арқылы енгізіледі. Төмен температуралы плазмалардың типтік қолданылуына бет қасиеттерін плазмалық түрлендіру (алмас қабықшалар, металды нитридтеу, суланғыштықты өзгерту), беттерді плазмалық оюлау (жартылай өткізгіш өнеркәсібі), газдар мен сұйықтықтарды тазарту (дизельдік қозғалтқыштарда суды озондау және күйе бөлшектерін жағу) жатады. ).

Ыстық плазмаларәрқашан дерлік толығымен иондалған (иондану дәрежесі ~ 100%). Әдетте олар «материяның төртінші күйі» ретінде түсініледі. Мысалы, Күн.

Тығыздығы

Плазманың өмір сүруінің негізі болып табылатын температурадан басқа, плазманың екінші маңызды қасиеті оның тығыздығы болып табылады. Сөз плазма тығыздығыәдетте білдіреді электрон тығыздығы, яғни көлем бірлігіндегі бос электрондар саны (қатаң айтқанда, бұл жерде тығыздық концентрация деп аталады – көлем бірлігінің массасы емес, көлем бірлігіне келетін бөлшектердің саны). Ионның тығыздығыоған иондардың орташа заряд саны арқылы қосылады \langle Z\rangle: n_e=\langle Z\rangle n_i. Келесі маңызды шама - бейтарап атомдардың тығыздығы n 0 . Ыстық плазмада n 0 аз, бірақ соған қарамастан плазмадағы процестер физикасы үшін маңызды болуы мүмкін.

Квазибейтараптық

Плазма өте жақсы өткізгіш болғандықтан, электрлік қасиеттері маңызды. Плазма потенциалынемесе кеңістік потенциалыкеңістіктегі берілген нүктедегі электр потенциалының орташа мәні деп аталады. Плазмаға қандай да бір дене енгізілсе, оның әлеуеті Дебай қабатының пайда болуына байланысты әдетте плазмалық потенциалдан аз болады. Бұл потенциал деп аталады өзгермелі потенциал. Жақсы электр өткізгіштігінің арқасында плазма барлық электр өрістерін қорғауға бейім. Бұл квазинейтралдылық құбылысына әкеледі - теріс зарядтардың тығыздығы жақсы дәлдікпен оң зарядтардың тығыздығына тең ( n_e=\langle Z\rangle n_i). Плазманың жақсы электр өткізгіштігінің арқасында оң және теріс зарядтардың бөлінуі Дебай ұзындығынан үлкен қашықтықта және плазмалық тербеліс периоды уақытынан көп уақытта мүмкін емес.

Газ күйінен айырмашылығы

Плазма жиі аталады материяның төртінші күйі. Ол заттың үш энергиясы аз күйінен ерекшеленеді, бірақ ол белгілі бір пішіні немесе көлемі жоқ газ фазасына ұқсас. Плазманың жеке агрегаттық күйі ме, әлде жай ғана ыстық газ ба екендігі туралы пікірталастар әлі де бар. Физиктердің көпшілігі келесі айырмашылықтарға байланысты плазманы газдан артық деп санайды:

Меншік	Газ	Плазма
Электр өткізгіштік	Өте кішкентай	Өте биік Ток ағып жатқанда, потенциалдың шамалы, бірақ соған қарамастан ақырғы төмендеуі орын алса да, көп жағдайда плазмадағы электр өрісін нөлге тең деп санауға болады. Электр өрісінің болуымен байланысты тығыздық градиенттерін Больцман үлестірімі арқылы көрсетуге болады. Токтарды өткізу қабілеті плазманы магнит өрісінің әсеріне өте сезімтал етеді, бұл филаментация, қабаттар мен ағындардың пайда болуы сияқты құбылыстарға әкеледі. Ұжымдық әсерлердің болуы тән, өйткені электрлік және магниттік күштер гравитациялық күштерге қарағанда әлдеқайда күшті.
Бөлшек түрлерінің саны	Бір	Екі-үш Электрондар, иондар және бейтарап бөлшектер өздерінің электронды белгісімен ерекшеленеді. зарядталады және бір-бірінен тәуелсіз әрекет ете алады - толқындар мен тұрақсыздықтар сияқты жаңа құбылыстардың пайда болуын тудыратын әртүрлі жылдамдықтарға және тіпті температураға ие.
Жылдамдықты бөлу	Максвеллдікі	Максвеллдік емес болуы мүмкін Электр өрістері соқтығыстарға қарағанда бөлшектердің жылдамдығына басқаша әсер етеді, бұл әрқашан жылдамдықтың таралуының максвеллизациясына әкеледі. Кулондық соқтығыстың көлденең қимасының жылдамдыққа тәуелділігі бұл айырмашылықты күшейте алады, бұл екі температураның таралуы және қашып кеткен электрондар сияқты әсерлерге әкеледі.
Өзара әрекеттесу түрі	Екілік Әдетте, екі бөлшектің соқтығысуы, үш бөлшектің соқтығысуы өте сирек кездеседі.	Ұжымдық Әрбір бөлшек бірден көппен әрекеттеседі. Бұл ұжымдық әсерлесулер екі бөлшектердің өзара әрекеттесулеріне қарағанда әлдеқайда көп әсер етеді.

Математикалық сипаттама

Плазманы әр түрлі деңгейлерде сипаттауға болады. Әдетте плазма электромагниттік өрістерден бөлек сипатталады. Өткізгіш сұйықтық пен электромагниттік өрістердің бірлескен сипаттамасы магнитогидродинамикалық құбылыстар теориясында немесе MHD теориясында берілген.

Сұйықтық (сұйықтық) моделі

Кинетикалық сипаттама

Кейде сұйық модель плазманы сипаттау үшін жеткіліксіз. Толығырақ сипаттама кинетикалық модельмен берілген. Плазма Электрондық жылдамдықтың таралу функциясы бойынша сипатталған. Модель негізделген. Плазма мен электр тогын бірге сипаттағанда. өрістерде Власов теңдеулер жүйесі қолданылады. Кинетикалық сипаттама термодинамикалық тепе-теңдік болмаған кезде немесе күшті плазма біртексіздігі болған жағдайда қолданылуы керек.

Бөлшек-In-Cell (жасушадағы бөлшек)

Бөлшектердің жасушадағы үлгілері кинетикалық модельдерге қарағанда егжей-тегжейлі. Олар жеке бөлшектердің үлкен санының траекториясын қадағалау арқылы кинетикалық ақпаратты біріктіреді. Электрлік тығыздық заряд пен ток қарастырылып отырған мәселемен салыстырғанда шағын, бірақ соған қарамастан бөлшектердің көп санын қамтитын ұяшықтардағы бөлшектерді қосу арқылы анықталады. Электрондық пошта және маг. Өрістер ұяшық шекарасындағы заряд пен ток тығыздығынан табылады.

Плазманың негізгі сипаттамалары

Температурадан басқа барлық шамалар эВ және ион массасы протондық масса бірліктерімен берілген Гаусс бірліктерімен берілген. μ = м мен / м б ; З– төлем нөмірі; к– Больцман тұрақтысы; TO– толқын ұзындығы; γ – адиабаталық көрсеткіш; ln Λ - Кулондық логарифм.

Жиіліктер

Электронның лармор жиілігі, магнит өрісіне перпендикуляр жазықтықтағы электронның айналмалы қозғалысының бұрыштық жиілігі:

\omega_(ce) = eB/m_ec = 1,76 \рет 10^7 B \mbox(рад/с)

Ионның лармор жиілігі, магнит өрісіне перпендикуляр жазықтықтағы ионның айналмалы қозғалысының бұрыштық жиілігі:

\omega_(ci) = eB/m_ic = 9,58 \рет 10^3 Z \mu^(-1) B \mbox(рад/с)

плазма жиілігі(плазмалық тербеліс жиілігі), иондарға қатысты орын ауыстырған кезде электрондардың тепе-теңдік күй айналасында тербеліс жиілігі:

\omega_(pe) = (4\pi n_ee^2/m_e)^(1/2) = 5,64 \рет 10^4 n_e^(1/2) \mbox(рад/с)

ион плазмасының жиілігі:

\omega_(pe) = (4\pi n_iZ^2e^2/m_i)^(1/2) = 1,32 \рет 10^3 Z \mu^(-1/2) n_i^(1/2) \mbox (рад/с)

электрондардың соқтығысу жиілігі

\nu_e = 2,91 \рет 10^(-6) n_e\,\ln\Lambda\,T_e^(-3/2) \mbox(s)^(-1)

иондардың соқтығысу жиілігі

\nu_i = 4,80 \рет 10^(-8) Z^4 \mu^(-1/2) n_i\,\ln\Lambda\,T_i^(-3/2) \mbox(s)^(-1) )

Ұзындықтар

Де Бройльдің электронды толқын ұзындығы, кванттық механикада электрон толқын ұзындығы:

\lambda\!\!\!\!- = \hbar/(m_ekT_e)^(1/2) = 2,76\times10^(-8)\,T_e^(-1/2)\,\mbox(см)

классикалық жағдайда ең аз жақындау қашықтығы, екі зарядталған бөлшектердің бетпе-бет соқтығысуы кезінде бір-біріне жақындай алатын ең аз қашықтық және кванттық механикалық әсерлерді елемей, бөлшектердің температурасына сәйкес келетін бастапқы жылдамдық:

e^2/kT=1,44\times10^(-7)\,T^(-1)\,\mbox(см)

электронның гиромагниттік радиусы, магнит өрісіне перпендикуляр жазықтықтағы электронның айналмалы қозғалысының радиусы:

r_e = v_(Te)/\omega_(ce) = 2,38\,T_e^(1/2)B^(-1)\,\mbox(см)

ионның гиромагниттік радиусы, магнит өрісіне перпендикуляр жазықтықтағы ионның айналмалы қозғалысының радиусы:

r_i = v_(Ti)/\omega_(ci) = 1,02\тайм10^2\,\mu^(1/2)Z^(-1)T_i^(1/2)B^(-1)\,\ mbox(см)

плазмалық тері қабатының мөлшері, электромагниттік толқындардың плазмаға өту қашықтығы:

c/\omega_(pe) = 5,31\times10^5\,n_e^(-1/2)\,\mbox(см)

(Дебай ұзақтығы), электрондардың қайта бөлінуіне байланысты электр өрістері экрандалатын қашықтық:

\lambda_D = (kT/4\pi ne^2)^(1/2) = 7,43\times10^2\,T^(1/2)n^(-1/2)\,\mbox(см)

Жылдамдықтар

электрондардың жылулық жылдамдығы, кезінде электрондардың жылдамдығын бағалау формуласы. Орташа жылдамдық, ең ықтимал жылдамдық және орташа квадраттық жылдамдық бұл өрнектен тек бірлік ретінің факторларымен ерекшеленеді:

v_(Te) = (kT_e/m_e)^(1/2) = 4,19\рет10^7\,T_e^(1/2)\,\mbox(см/с)

жылу иондарының жылдамдығы, ионның жылдамдығын бағалау формуласы

Бұл бізге таныс материяның үш күйі. Бірақ сіз олардың төртеуі бар екенін білесіз бе? Менің ойымша, бұл сөзді бәрі естіді. плазма" Бүгін мен плазма туралы көбірек білгім келеді - материяның төртінші күйі.

Төмен температуралы плазмадан айырмашылығы, жоғары температура плазмасының 100% дерлік иондануы және 100 миллион градусқа дейінгі температурасы бар. Бұл шын мәнінде жұлдызды температура. Жерде мұндай плазма тек бір жағдайда ғана кездеседі – термо-ядролық синтез эксперименттері үшін. Реакцияны басқару өте күрделі және энергияны көп қажет етеді, бірақ бақыланбайтын реакция өте ерте - 1953 жылы 12 тамызда КСРО сынақтан өткізген орасан күштің қаруы - термо-ядролық бомба сияқты.

Біз плазманың жердегі өте аз мысалдарын қарастырдық. Бірақ олардың саны өте көп. Адам плазманы өз пайдасына пайдалануды үйренді. Заттың төртінші агрегаттық күйінің арқасында біз газразрядты лампаларды, плазмалық теледидарларды, зоо-рамиді, доғалы-электрлік дәнекерлеуді, лазерлік-рамиді пайдалана аламыз. Кәдімгі газ разрядты флуоресцентті лампалар да плазмалық болып табылады. Біздің әлемде плазмалық лампа да бар. Ол негізінен ғылымда зерттеу үшін қолданылады және ең бастысы, плазмадағы ең күрделі құбылыстарды, соның ішінде филаментацияны көру үшін қолданылады. Мұндай шамның фотосуретін төмендегі суретте көруге болады:

Плазма тақырыбында айтқым келетіні осы ғана. Бұл сізді қызықтырды және таң қалдырды деп үміттенемін. Өйткені, бұл шын мәнінде таңғажайып құбылыс, дәлірек айтқанда, күй - материяның 4-ші күйі.

Газ және плазма тақырыбына хабарлама. Плазма – материяның төртінші күйі. Фарадейден Лангмюрге дейін

1. Плазма дегеніміз не?

1.1. Плазманың ең типтік формалары

Плазманың қасиеттері мен параметрлері

2.4. Тығыздығы

2.5. Квазибейтараптық

Математикалық сипаттама

3.1. Сұйықтық (сұйықтық) моделі

3.2. Кинетикалық сипаттама

3.3. Бөлшек-In-Cell (жасушадағы бөлшек)

4. Плазманы қолдану

Қорытынды

Әдебиеттер тізімі

Типтік плазма мысалдары