Физиката е много интересна наука. Понякога съдържа такива понятия, за които сме чували, но нямаме реална представа. И днес, в ерата на развитието на високите технологии, концепцията за плазма или, с други думи, йонизиран газ, се изплъзва все по-често. Мнозина, просто чувайки тази дума, се страхуват и дори не се опитват да разберат какво означава тя. Но всичко е много просто и в тази статия ще ви кажем какво е йонизиран газ и какви свойства има.
Преди да ви дадем подробна и изчерпателна информация, нека направим кратко отклонение в историята.
История
Плазмата, или четвъртото състояние на материята, е открита през 1879 г. от Уилям Крукс по време на експерименти, включващи волтова дъга. Впоследствие се създава цяла наука, наречена физика на плазмата. Откъде идва цялата наука и защо е необходима? Работата е там, че изследването на плазмата е намерило голямо приложение в различни области на науката и технологиите. Но за това ще говорим малко по-късно. А сега малко за същността на понятието "йонизиран газ".
Какво е плазма?
Тази дума дойде в руския от гръцки. Означава "формиран", "направен". И това не са празни думи. какизвестно е, че обикновеният газ приема формата на съда, в който се намира (точно като водата). Ето защо е хаотичен и няма ясна форма. Плазмата обаче е съвсем различна. Нищо чудно, че се нарича четвърто състояние на материята. Тя коренно се различава от всички останали състояния със своите специални свойства. Факт е, че всички атоми, които изграждат плазмата, имат положителен или отрицателен заряд.
Преди да поговорим за това как се получава плазма и къде се използва, нека анализираме аспектите на теорията на физиката на плазмата, защото ще ни бъде много полезна за по-нататъшно разказване.
Теория на плазмата
В училищния курс по химия много време се отделя на разтворите и частиците, които се намират в тях. Тези заредени частици имат уникални свойства и определят много от физичните и химичните характеристики на различни системи "разтворено вещество-разтворител". Въпреки това, йони (заредени частици в разтвор) съществуват не само във водната среда.
Както се оказа, газът може да йонизира и да образува атоми с положителен или отрицателен заряд. Това може да се случи в процеса на избиване на електрон от атом от външни сили. Изхвърленият електрон може също да се блъсне в някой друг атом и да „нокаутира“друг електрон. Но може да възникне и обратната ситуация: електрон може да прелети в йон и отново да образува неутрален атом. И всички тези процеси непрекъснато протичат в плазмата. Той е доста нестабилен при липса на външни сили, които да го поддържат.
Плазмата се получава основно по много прост начин, достъпен за всеки от нас у дома: чрез пропускане на газ през електрическа дъга с високо напрежение. Колкото по-висока е температурата на дъгата, толкова повече нагрята плазма получаваме на изхода. Колкото по-високо е напрежението на неговите контакти, толкова повече йонизиран газ се получава след това.
Плазмата също може да бъде разделена на няколко вида. Ще научите какво представлява плазмата (йонизиран газ) в следващия раздел.
Видове плазма
По произход йонизираният газ може да бъде разделен на изкуствен и естествен. С първия изглед всичко е ясно, човек лесно създава плазма и я използва за свои цели (например неонови лампи, лазери, контролиран термоядрен синтез). И каква плазма се среща в природата? Най-известното му проявление е мълнията.
Йонизираният газ може да включва и такъв феномен като северното сияние, което не всички жители на Земята имат щастието да наблюдават. Също така, слънчевият вятър, който съществува в космоса, е четвъртото състояние на материята. Ако разгледаме плазмата в по-широк смисъл, се оказва, че цялото космическо пространство принадлежи към нея.
Плазмата също може да бъде разделена на нейната температура. Както знаете, колкото по-горещ е газът, толкова по-активно е движението на молекулите в него и толкова по-висока е неговата енергия. Тъй като плазмата също е газ, тези твърдения са верни и за нея. По този начин, като се започне от това каква е температурата на йонизирания газ, той се разделя на горещ (температурамилион K и повече) и студено (съответно, температурата е по-малка от милион K).
Има още един индикатор - степента на йонизация. Показва какъв процент от атомите в плазмата са се разпаднали на йони. Според този показател се разграничават силно йонизиран газ и ниско йонизиран газ. Включен е и в една от общоприетите класификации.
Заключение
Плазмата не е толкова трудно нещо за разбиране. Трудностите започват с по-задълбочено изследване. Но така можеш да гледаш на всичко. Ние специално не засегнахме математическите изчисления, за да обясним същността на това понятие възможно най-подробно. Физиката е много интересна наука и е необходимо да я изучаваме, дори и само защото ни заобикаля във всичко и навсякъде. И нашата статия има за цел да докаже това, тъй като плазмата е навсякъде около нас, просто понякога не разбираме дълбоката същност на явленията, свързани с нея.
