فيزياء البلازما. أساسيات فيزياء البلازما

الأوقات التي البلازما المرتبطة لنا شيء غير واقعي، غير مفهومة، رائعة، وانتهت منذ فترة طويلة. اليوم يستخدم هذا المفهوم على نطاق واسع. البلازما المستخدمة في هذه الصناعة. الأكثر طموحا من استخدامه في تقنية الإضاءة. مثال - مصابيح تفريغ الغاز، إلقاء الضوء على الشارع. ولكن في مصابيح الفلورسنت موجود. بل هو أيضا في اللحام الكهربائي. بعد لحام القوس - هو البلازما الناتجة عن شعلة البلازما. يمكن للمرء أن يستشهد العديد من الأمثلة الأخرى.

فيزياء البلازما - هو فرع مهم من العلوم. ولذلك فمن الضروري أن نفهم المفاهيم الأساسية المتعلقة بها. هذا هو موضوع مقالنا.

تعريف وأنواع من البلازما

ما هو البلازما؟ تقرير يعطى في الفيزياء واضح تماما. ويسمى البلازما حالة من مادة حيث هذا الأخير له أهمية (تتناسب مع عدد الجزيئات)، وعدد من الجسيمات المشحونة (الناقل) قادرة على أكثر أو أقل حرية التحرك داخل الجوهر. يمكننا أن نميز الأنواع الرئيسية التالية من فيزياء البلازما. إذا كانت شركات تنتمي إلى جسيمات من نوع واحد (وعلامة المقابلة من الجسيمات تهمة، وتحييد النظام لم يكن لديك حرية الحركة)، ويسمى مكون واحد. في حالة العكس هو - اثنين أو متعددة.

الميزات البلازما

لذلك، فإننا سوف تصف بإيجاز مفهوم البلازما. الفيزياء - علما دقيقا، وذلك دون تعريفات لا تستطيع أن تفعل. الآن نقول عن الملامح الرئيسية لهذه الدولة من هذه المسألة.

خصائص البلازما في هذه الفيزياء. أولا وقبل كل شيء، في هذه الحالة في إطار العمل من القوى الكهرومغناطيسية بالفعل صغيرة هناك حركة المركبات - التيار الذي يتدفق في مثل هذه الطريقة، وطالما ان هذه القوات لن تختفي بسبب فحص مصادرها. ولذلك، فإن البلازما يذهب في نهاية المطاف إلى حالة حيث أنه من شبه محايد. وبعبارة أخرى، حجمه، كمية كبيرة من المجهرية، يكون الصفر تهمة. الميزة الثانية من البلازما هي ذات الصلة لطبيعة بعيدة المدى من كولوم وقوات أمبير. وتتكون في حقيقة أن الحركة في هذه الدولة، كقاعدة عامة، أن يكون لها طابع جماعي، شارك فيها عدد كبير من الجسيمات المشحونة. هذه هي الخصائص الأساسية للفيزياء البلازما. فإنها يكون من المفيد أن نتذكر.

كل من هذه الميزات يؤدي ذلك إلى حقيقة أن الفيزياء البلازما الغنية للغاية ومتنوعة. المظهر الأكثر لفتا للهو سهولة حدوث أنواع مختلفة من عدم الاستقرار. وهي عقبات خطيرة أمام التطبيق العملي للبلازما. الفيزياء - العلم الذي يتطور باستمرار. لذلك، ومن المؤمل أن في الوقت سيتم القضاء على هذه العقبات.

البلازما في السوائل

وتطرق إلى مثال محدد للهيكل، ونبدأ من خلال النظر في النظم الفرعية البلازما في المادة المكثفة. سوائل إضافية ينبغي أن تسمى في المقام الأول المعادن السائلة - على سبيل المثال، والتي تتطابق مع النظام الفرعي البلازما - واحد الإلكترونات البلازما الناقل المكون. بالمعنى الدقيق للكلمة، ونحن مهتمون في فئة ينبغي أن ينسب، والسائل المنحل بالكهرباء، والتي هي ناقلات - أيونات كل من علامات. ومع ذلك، لأسباب مختلفة، الشوارد لا تنتمي إلى هذه الفئة. واحد منهم تتكون في حقيقة أنه في بالكهرباء أي ضوء، والانتقال شركات مثل الإلكترونات. لذلك، يتم التعبير عن خصائص البلازما المذكورة أعلاه أضعف بكثير.

بلورات البلازما

البلازما في البلورات له اسم خاص - البلازما الحالة الصلبة. في البلورات الأيونية، وإن كانت هناك اتهامات، لكنها لا تزال. لذلك، ليس هناك البلازما. في المعادن - هي الإلكترونات الموصلية التي تشكل البلازما مكون واحد. يتم تعويض لها تهمة من قبل المسؤول ثابت (على نحو أدق، غير قادر على التحرك لمسافات طويلة) أيونات.

البلازما في أشباه الموصلات

النظر في أساسيات فيزياء البلازما، وتجدر الإشارة إلى أنه في أشباه الموصلات الوضع أكثر تنوعا. تميز لفترة وجيزة. قد تحدث OCP لهذه المواد إذا قمت بإدخال لهم في الشوائب ذات الصلة. إذا كانت النجاسة بسهولة التبرع الإلكترونات (المانحين)، ثم هناك ناقلات من نوع ن - الإلكترونات. إذا كانت النجاسة، في المقابل، الإلكترونات التي تم جمعها بسهولة (يقبلون)، ثم هناك نوع ف ناقلات - الثقوب (المساحات الفارغة في توزيع الالكترونات)، التي تتصرف كما جزيئات ذات شحنة موجبة. يتم تشكيل البلازما المكون الثاني من الإلكترونات والثقوب يحدث في أشباه الموصلات أسهل طريقة. على سبيل المثال، لأنه يأتي في إطار العمل من ضوء الضخ، لوابل من الإلكترونات من عصابة التكافؤ إلى نطاق التوصيل. لاحظ أنه تحت تنجذب بعض الظروف، والإلكترونات والثقوب لبعضها البعض، قد تشكل الدولة ملزمة، على غرار ذرة الهيدروجين، - وهو الأكسيتون، وإذا كانت كثافة مضخة وكثافة الإكسيتونات كبيرة، وأنها مزيج معا لتشكيل قطرة من السائل الإلكترون حفرة. في بعض الأحيان يعتبر هذا الشرط حالة جديدة من المسألة.

تأين الغاز

هذه الأمثلة تشير إلى حالات محددة من حالة البلازما والبلازما في شكل نقي ويطلق الغاز المتأين. بواسطة التأين لها يمكن أن يسبب عدة عوامل: الحقل الكهربائي (تصريف الغاز، والعواصف الرعدية)، والتدفق الضوئي (فوتوني)، الجسيمات السريعة (الإشعاع من المصادر المشعة، والأشعة الكونية، التي تم فتحها ودرجة تصاعدي التأين من الارتفاع). ومع ذلك، فإن العامل الرئيسي هو تسخين الغاز (التأين الحراري). في هذه الحالة، والفصل بين الإلكترونات من يؤدي ذرة تتصادم مع جزيئات الغاز الأخرى الأخيرة وجود ما يكفي من الطاقة الحركية بسبب ارتفاع درجة الحرارة.

ارتفاع في درجة الحرارة وانخفاض درجات الحرارة البلازما

فيزياء البلازما درجات الحرارة المنخفضة - شيء التي نحتك بها كل يوم. أمثلة على مثل هذه الظروف قد يكون لهب، المادة في تصريف الغاز والبرق، وأنواع مختلفة من الفضاء البلازما الباردة (الأيونوسفير والكواكب المغنطيسي والنجوم)، ومادة العاملين في الأجهزة الفنية المختلفة (مولدات MHD، محركات البلازما، و حرق، وهلم جرا. N.) . أمثلة من البلازما الساخنة - (. توكاماك، جهاز الليزر، وجهاز شعاع آل) مادة نجوم في جميع مراحل تطورها، إلا في مرحلة الطفولة المبكرة والشيخوخة، سائل العمل في أنظمة الانصهار تسيطر النووي.

الحالة الرابعة للمادة

نصف قرن من الزمان، العديد من الفيزيائيين والكيميائيين يعتقد أن المسألة تتكون من الذرات والجزيئات. انهم متحدون في تركيبة مع أي من المختلين جدا أو أكثر أو أقل أمر. وكان يعتقد أن هناك ثلاث مراحل - الغازية والسائلة والصلبة. المواد أخذها تحت تأثير الظروف الخارجية.

حاليا، ومع ذلك، يمكننا أن نقول أن هناك 4 حالات المادة. ويمكن اعتبار أن البلازما كما جديدة، والرابعة. الفرق لها من مكثف (الصلبة والسائلة) تنص يتمثل في حقيقة أنه، والغاز ليس فقط لديه مرونة القص، ولكن حجم الخاصة أيضا ثابتة. من ناحية أخرى، من القواسم المشتركة مع البلازما مكثف جود دولة النظام قصيرة المدى، أي. E. مواقع الارتباط وتكوين الجزيئات مع التهمة البلازما المجاورة. في هذه الحالة، لا يتم إنشاء مثل هذه العلاقة من قبل قوات الجزيئات وكولوم: هذا الاتهام يدفع بعيدا نفس الاسم مع نفسه وتسحب التهم على خلاف.

كان لنا مراجعة فيزياء البلازما لفترة وجيزة. هذا الموضوع هو ثقيل جدا، حتى نتمكن من الحديث فقط حول ما كشفت أساساته. فيزياء البلازما، يستحق بالتأكيد مزيد من الدراسة.