Biz plazmani haqiqiy bo'lmagan, tushunarsiz, fantastik narsa bilan bog'lagan vaqtlar allaqachon o'tib ketdi. Bugungi kunda ushbu kontseptsiya faol qo'llanilmoqda. Plazma sanoatda qo'llaniladi. U yoritish muhandisligida eng ko'p qo'llaniladi. Bunga misol qilib ko'chalarni yorituvchi gaz deşarj lampalarini keltirish mumkin. Ammo u lyuminestsent lampalarda ham mavjud. Bu elektr payvandlashda ham mavjud. Axir, payvandlash yoyi plazma mash'alasi tomonidan yaratilgan plazmadir. Boshqa ko'plab misollarni keltirish mumkin.
Plazma fizikasi fanning muhim sohasidir. Shuning uchun u bilan bog'liq asosiy tushunchalarni tushunishga arziydi. Bizning maqolamiz shu narsaga bag'ishlangan.
Plazmaning ta'rifi va turlari
Plazma nima? Fizikadagi ta'rif juda aniq. Plazma holati - bu moddaning ichida ko'proq yoki kamroq erkin harakatlanishi mumkin bo'lgan muhim (zarrachalarning umumiy soniga mutanosib) zaryadlangan zarralar (tashuvchilar) soniga ega bo'lgan moddaning shunday holati. Fizikada plazmaning quyidagi asosiy turlarini ajratish mumkin. Agar tashuvchilar bir xil turdagi zarralarga tegishli bo'lsa (vaqarama-qarshi zaryadli zarralar, tizimni neytrallash, harakat erkinligiga ega emas), bir komponentli deyiladi. Aks holda, u - ikki yoki ko'p komponentli.
Plazma xususiyatlari
Shunday qilib, biz plazma tushunchasini qisqacha bayon qildik. Fizika - bu aniq fan, shuning uchun ta'riflar bu erda ajralmasdir. Keling, ushbu moddaning asosiy xususiyatlari haqida gapiraylik.
Fizikadagi plazma xossalari quyidagicha. Avvalo, bu holatda, allaqachon kichik elektromagnit kuchlar ta'sirida, tashuvchilarning harakati paydo bo'ladi - bu kuchlar manbalarining skriningi tufayli yo'qolguncha shu tarzda oqadigan oqim. Shuning uchun plazma oxir-oqibat kvazi-neytral bo'lgan holatga o'tadi. Boshqacha qilib aytganda, uning mikroskopik qiymatdan kattaroq hajmlari nol zaryadga ega. Plazmaning ikkinchi xususiyati Kulon va Amper kuchlarining uzoq masofali tabiati bilan bog'liq. Bu shundan iboratki, bu holatdagi harakatlar, qoida tariqasida, ko'p miqdordagi zaryadlangan zarralarni o'z ichiga olgan kollektiv xususiyatga ega. Bular fizikada plazmaning asosiy xossalaridir. Ularni eslab qolish foydali bo'lardi.
Bu xususiyatlarning ikkalasi ham plazma fizikasining gʻayrioddiy boy va xilma-xilligiga olib keladi. Uning eng yorqin namoyon bo'lishi har xil turdagi beqarorliklarning paydo bo'lish qulayligidir. Ular plazmaning amaliy qo'llanilishiga to'sqinlik qiladigan jiddiy to'siqdir. Fizika doimo rivojlanib boruvchi fandir. Shu sababli, vaqt o'tishi bilan bu to'siqlar paydo bo'lishiga umid qilish mumkinbartaraf qilinadi.
Suyuqlikdagi plazma
Tuzilishlarning aniq misollariga murojaat qilsak, keling, quyuqlashgan moddadagi plazma quyi tizimlarini ko'rib chiqishdan boshlaylik. Suyuqliklar orasida birinchi navbatda suyuq metallarni nomlash kerak - plazma quyi tizimi mos keladigan misol - elektron tashuvchilarning bir komponentli plazmasi. To'g'ri aytganda, bizni qiziqtiradigan toifaga ikkala belgining tashuvchilari - ionlari bo'lgan elektrolitlar suyuqliklari ham kirishi kerak. Biroq, turli sabablarga ko'ra, elektrolitlar ushbu toifaga kiritilmagan. Ulardan biri shundaki, elektrolitda elektronlar kabi yorug'lik, harakatchan tashuvchilar yo'q. Shuning uchun yuqoridagi plazma xossalari ancha zaifroq ifodalangan.
Kristallardagi plazma
Kristallardagi plazma maxsus nomga ega - qattiq holat plazmasi. Ion kristallarida zaryadlar bo'lsa-da, ular harakatsizdir. Shuning uchun plazma yo'q. Metalllarda bular bir komponentli plazmani tashkil etuvchi o'tkazuvchan elektronlardir. Uning zaryadi harakatsiz (aniqrog'i, uzoq masofalarga harakatlana olmaydigan) ionlarning zaryadi bilan qoplanadi.
Yarimo'tkazgichlardagi plazma
Plazma fizikasi asoslarini hisobga olgan holda shuni ta'kidlash kerakki, yarimo'tkazgichlardagi vaziyat yanada xilma-xildir. Keling, unga qisqacha tavsif beraylik. Ushbu moddalarda bir komponentli plazma, agar ularga tegishli aralashmalar kiritilgan bo'lsa, paydo bo'lishi mumkin. Agar nopokliklar elektronlarni (donorlarni) osongina bersa, u holda n-tipli tashuvchilar paydo bo'ladi - elektronlar. Agar aralashmalar, aksincha, elektronlarni (akseptorlarni) osongina olib tashlasa, u holda p-tipli tashuvchilar paydo bo'ladi.- musbat zaryadli zarrachalar kabi o'zini tutadigan teshiklar (elektronlarning taqsimlanishidagi bo'sh joylar). Yarimo'tkazgichlarda elektronlar va teshiklardan hosil bo'lgan ikki komponentli plazma yanada sodda tarzda paydo bo'ladi. Masalan, valentlik zonasidan elektronlarni o'tkazuvchanlik zonasiga tashlaydigan yorug'lik pompasi ta'sirida paydo bo'ladi. Biz shuni ta'kidlaymizki, ma'lum sharoitlarda bir-biriga tortilgan elektronlar va teshiklar vodorod atomiga o'xshash bog'langan holatni - eksitonni hosil qilishi mumkin va agar nasos intensiv bo'lsa va qo'zg'alish zichligi yuqori bo'lsa, ular birlashadi va tomchi hosil qiladi. elektron teshikli suyuqlik. Ba'zan bunday holat materiyaning yangi holati deb hisoblanadi.
Gazni ionlashtirish
Yuqoridagi misollar plazma holatining alohida holatlariga taalluqli boʻlib, uning sof koʻrinishidagi plazma ionlashgan gaz deb ataladi. Uning ionlanishiga ko'plab omillar sabab bo'lishi mumkin: elektr maydoni (gaz razryadi, momaqaldiroq), yorug'lik oqimi (fotoionizatsiya), tez zarralar (radiaktiv manbalardan nurlanish, balandlik bilan ionlanish darajasini oshirish orqali kashf etilgan kosmik nurlar). Biroq, asosiy omil gazning isishi (termal ionlanish). Bunday holda, elektronning atomdan ajralishi yuqori harorat tufayli etarli kinetik energiyaga ega bo'lgan boshqa gaz zarrasining ikkinchisi bilan to'qnashuviga olib keladi.
Yuqori va past haroratli plazma
Past haroratli plazma fizikasi biz deyarli har kuni aloqada boʻladigan narsadir. Bunday holatga misollar olov,gaz razryadidagi modda va chaqmoq, sovuq kosmik plazmaning har xil turlari (sayyoralar va yulduzlarning iono- va magnitosferalari), turli xil texnik qurilmalardagi ish moddasi (MHD generatorlari, plazma dvigatellari, burnerlar va boshqalar). Yuqori haroratli plazma misollari yulduzlar evolyutsiyasining barcha bosqichlarida, erta bolalik va qarilikdan, boshqariladigan termoyadroviy sintez qurilmalaridagi (tokamaklar, lazer qurilmalari, nurli qurilmalar va boshqalar) ishlaydigan moddadan tashqari.
Materaning toʻrtinchi holati
Bir yarim asr muqaddam koʻplab fiziklar va kimyogarlar materiya faqat molekula va atomlardan iborat deb hisoblashgan. Ular butunlay tartibsiz yoki ko'proq yoki kamroq tartibli kombinatsiyalarda birlashtirilgan. Uch faza - gazsimon, suyuq va qattiq ekanligiga ishonishgan. Moddalar ularni tashqi sharoitlar ta'sirida qabul qiladi.
Ammo, hozirda materiyaning 4 ta holati bor, deyishimiz mumkin. Bu yangi, to'rtinchi deb hisoblanishi mumkin bo'lgan plazma. Uning kondensatsiyalangan (qattiq va suyuq) holatlardan farqi shundaki, u gaz kabi nafaqat siljish elastikligiga, balki belgilangan hajmga ham ega. Boshqa tomondan, plazma kondensatsiyalangan holat bilan qisqa masofali tartibning mavjudligi, ya'ni ma'lum plazma zaryadiga tutashgan zarrachalarning joylashuvi va tarkibining o'zaro bog'liqligiga ega. Bunday holda, bunday korrelyatsiya molekulalararo emas, balki Kulon kuchlari tomonidan hosil bo'ladi: berilgan zaryad bir xil nomdagi zaryadlarni o'zi bilan qaytaradi va qarama-qarshi zaryadlarni tortadi.
Plazma fizikasi biz tomonimizdan qisqacha koʻrib chiqildi. Ushbu mavzu juda katta, shuning uchun biz uning asoslarini ochib berdik, deb aytishimiz mumkin. Plazma fizikasi, albatta, ko'proq e'tiborga loyiqdir.
