Plasma fisika. Dasar-dasar Fisika Plasma

Saat-saat plasma terkait dengan kami dengan sesuatu yang tidak nyata, tidak bisa dimengerti, fantastis, sudah lama berlalu. Hari ini konsep ini banyak digunakan. Plasma digunakan dalam industri. Yang paling ambisius dari penggunaannya dalam teknologi pencahayaan. Contoh - lampu discharge gas, menerangi jalan. Namun dalam lampu neon hadir. Hal ini juga di las listrik. Setelah pengelasan busur - adalah plasma yang dihasilkan oleh obor plasma. Satu dapat menyebutkan banyak contoh lainnya.

Plasma Fisika - merupakan cabang penting dari ilmu pengetahuan. Oleh karena itu perlu untuk memahami konsep-konsep dasar yang berkaitan dengan itu. Ini adalah subyek dari artikel kami.

Definisi dan jenis plasma

Apa adalah plasma? Penentuan dalam fisika diberikan cukup jelas. Plasma disebut keadaan materi mana yang terakhir memiliki signifikan (sepadan dengan jumlah total partikel), jumlah partikel bermuatan (carrier) yang mampu kurang lebih bebas bergerak di dalam substansi. Kita dapat membedakan jenis utama berikut fisika plasma. Jika operator milik partikel dari satu jenis (dan tanda berlawanan partikel muatan, menetralkan sistem tidak memiliki kebebasan bergerak), itu disebut komponen tunggal. Dalam kasus yang sebaliknya itu - dua atau multikomponen.

Fitur plasma

Jadi, kami akan menjelaskan secara singkat konsep plasma. Fisika - ilmu pasti, sehingga tanpa definisi tidak bisa lakukan. Sekarang katakan tentang fitur utama negara ini materi.

properti dari plasma dalam fisika ini. Pertama-tama, di negara ini di bawah tindakan kekuatan elektromagnetik sudah kecil ada pergerakan kendaraan - arus yang mengalir sedemikian rupa dan selama kekuatan-kekuatan ini tidak akan hilang karena skrining sumber mereka. Oleh karena itu, plasma akhirnya masuk ke dalam negara di mana itu adalah kuasi-netral. Dengan kata lain, volume, jumlah besar mikroskopis, memiliki nol biaya. Fitur kedua dari plasma adalah terkait dengan sifat jangka panjang dari Coulomb dan pasukan Ampere. Ini terdiri dalam kenyataan bahwa gerakan di negara ini, sebagai suatu peraturan, memiliki karakter kolektif, melibatkan sejumlah besar partikel bermuatan. Ini adalah sifat dasar fisika plasma. Mereka akan berguna untuk diingat.

Kedua fitur tersebut mengarah pada fakta bahwa fisika plasma luar biasa kaya dan beragam. Manifestasi paling mencolok dari itu adalah kemudahan terjadinya berbagai macam ketidakstabilan. Mereka hambatan serius untuk aplikasi praktis dari plasma. Fisika - ilmu yang terus berkembang. Oleh karena itu, diharapkan dalam waktu hambatan tersebut akan dihilangkan.

Plasma dalam cairan

Beralih ke contoh spesifik dari struktur, kita mulai dengan mempertimbangkan subsistem plasma dalam hal kental. cairan tambahan terutama harus disebut logam cair - contoh, yang sesuai dengan subsistem plasma - satu pembawa komponen elektron plasma. Tegasnya, kami tertarik dalam kategori harus dikaitkan, dan elektrolit cair, yang adalah pembawa - ion dari kedua tanda-tanda. Namun, karena berbagai alasan, elektrolit tidak masuk kategori ini. Salah satunya terdiri dalam kenyataan bahwa dalam elektrolit tidak ada cahaya, bergerak operator seperti elektron. Oleh karena itu, sifat plasma yang disebutkan di atas dinyatakan secara signifikan lebih lemah.

kristal plasma

Plasma dalam kristal memiliki nama khusus - solid-state plasma. Dalam kristal ionik, meskipun ada tuduhan, tetapi mereka masih. Oleh karena itu, tidak ada plasma. Dalam logam - adalah elektron konduktivitas yang merupakan plasma satu komponen. biaya nya dikompensasi oleh biaya tetap (lebih tepatnya, tidak mampu bergerak untuk jarak jauh) ion.

Plasma dalam semikonduktor

Mengingat dasar-dasar fisika plasma, perlu dicatat bahwa dalam semikonduktor situasinya lebih beragam. Secara singkat ciri itu. OCP untuk zat ini dapat terjadi jika Anda memasukkan mereka dalam kotoran yang relevan. Jika pengotor dengan mudah menyumbangkan elektron (donor), maka ada n-jenis operator - elektron. Jika kecemaran, sebaliknya, mudah dikumpulkan elektron (akseptor), maka ada tipe-p operator - lubang (ruang kosong dalam distribusi elektron), yang berperilaku sebagai partikel dengan muatan positif. Dua-komponen plasma dibentuk oleh elektron dan lubang terjadi pada semikonduktor cara yang lebih mudah. Sebagai contoh, ia datang di bawah aksi cahaya memompa, dibombardir dengan elektron dari pita valensi ke pita konduksi. Perhatikan bahwa dalam kondisi tertentu, elektron dan lubang tertarik satu sama lain, mungkin membentuk negara terikat, mirip dengan atom hidrogen, - exciton, dan jika intensitas pompa dan kepadatan excitons besar, mereka berbaur bersama-sama untuk membentuk setetes cairan elektron-lubang. Kadang-kadang kondisi ini dianggap sebagai negara baru materi.

ionisasi gas

Contoh-contoh ini mengacu pada kasus-kasus tertentu dari negara plasma dan plasma dalam bentuk murni disebut gas terionisasi. Dengan ionisasi yang dapat menyebabkan banyak faktor: medan listrik (debit gas, badai), fluks bercahaya (photoionization), partikel cepat (radiasi dari sumber radioaktif, sinar kosmik, yang telah dibuka dan tingkat menaik ionisasi ketinggian). Namun, faktor utama adalah pemanasan gas (ionisasi termal). Dalam hal ini, pemisahan elektron dari lead atom berbenturan dengan partikel gas lainnya yang terakhir memiliki energi kinetik yang cukup karena suhu tinggi.

-Suhu tinggi dan suhu rendah plasma

Suhu rendah fisika plasma - sesuatu yang kita datang ke dalam kontak setiap hari. Contoh kondisi tersebut mungkin api, substansi dalam debit gas dan petir, berbagai jenis ruang plasma dingin (ionosfer dan planet magnetosfer dan bintang), substansi yang bekerja di berbagai perangkat teknis (generator MHD, mesin plasma, pembakar, dan sebagainya. N.) . Contoh plasma panas - (. Tokamak, perangkat laser, dan aparat balok al) materi bintang pada semua tahap evolusi mereka, kecuali anak usia dini dan usia tua, fluida kerja dalam sistem fusi nuklir.

keadaan keempat materi

Setengah abad yang lalu, banyak fisikawan dan kimiawan percaya bahwa materi terdiri dari atom dan molekul. Mereka bersatu dalam kombinasi dengan baik sangat teratur atau lebih atau kurang memerintahkan. Ia percaya bahwa ada tiga fase - gas, cair dan padat. Zat mengambil mereka di bawah pengaruh kondisi eksternal.

Saat ini, bagaimanapun, kita dapat mengatakan bahwa ada 4 negara materi. plasma yang dapat dianggap sebagai yang baru, keempat. perbedaannya dari kental (padat dan cair) menyatakan terdiri dalam kenyataan bahwa, sebagai gas tidak hanya elastisitas geser, tetapi volume yang juga tetap sendiri. Di sisi lain, kesamaan dengan kehadiran plasma kental keadaan agar jarak pendek, posisi yaitu. E. Korelasi dan komposisi partikel dengan muatan plasma tetangga. Dalam hal ini, seperti korelasi tidak dihasilkan oleh gaya antarmolekul dan Coulomb: muatan mendorong menjauh nama yang sama dengan dirinya sendiri dan menarik biaya seperti.

fisika plasma kami sebentar Ulasan. Topik ini cukup berat, jadi kami hanya bisa berbicara tentang apa yang telah kita menemukan fondasinya. fisika plasma, pasti layak pertimbangan lebih lanjut.