Η φυσική είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα επιστήμη. Μερικές φορές περιέχει τέτοιες έννοιες για τις οποίες έχουμε ακούσει, αλλά δεν έχουμε πραγματική ιδέα. Και σήμερα, στην εποχή της ανάπτυξης της υψηλής τεχνολογίας, η έννοια του πλάσματος ή, με άλλα λόγια, του ιονισμένου αερίου, γλιστράει όλο και πιο συχνά. Πολλοί, μόλις ακούνε αυτή τη λέξη, τρομάζουν και δεν προσπαθούν καν να μάθουν τι σημαίνει. Όλα όμως είναι πολύ απλά και σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε τι είναι ένα ιονισμένο αέριο και ποιες ιδιότητες έχει.
Πριν σας δώσουμε λεπτομερείς και περιεκτικές πληροφορίες, ας κάνουμε μια σύντομη παρέκκλιση στην ιστορία.
Ιστορία
Πλάσμα, ή η τέταρτη κατάσταση της ύλης, ανακαλύφθηκε το 1879 από τον William Crookes κατά τη διάρκεια πειραμάτων που αφορούσαν ένα βολταϊκό τόξο. Στη συνέχεια, δημιουργήθηκε μια ολόκληρη επιστήμη, που ονομάζεται φυσική του πλάσματος. Από πού προήλθε όλη η επιστήμη και γιατί χρειάζεται; Το θέμα είναι ότι η μελέτη του πλάσματος έχει βρει μεγάλη εφαρμογή σε διάφορους τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας. Αλλά για αυτό θα μιλήσουμε λίγο αργότερα. Και τώρα λίγα για την ουσία της έννοιας του "ιονισμένου αερίου".
Τι είναι το πλάσμα;
Αυτή η λέξη ήρθε στα ρωσικά από τα ελληνικά. Σημαίνει «σχηματίστηκε», «φτιάχτηκε». Και αυτά δεν είναι κενά λόγια. πωςείναι γνωστό ότι το συνηθισμένο αέριο παίρνει τη μορφή του δοχείου όπου βρίσκεται (όπως ακριβώς το νερό). Γι' αυτό είναι χαοτικό και δεν έχει ξεκάθαρη μορφή. Ωστόσο, το πλάσμα είναι εντελώς διαφορετικό. Δεν είναι περίεργο που ονομάζεται τέταρτη κατάσταση της ύλης. Διαφέρει ριζικά από όλα τα άλλα κράτη στις ιδιαίτερες ιδιότητές του. Το γεγονός είναι ότι όλα τα άτομα που αποτελούν το πλάσμα έχουν θετικό ή αρνητικό φορτίο.
Πριν μιλήσουμε για το πώς λαμβάνεται το πλάσμα και πού χρησιμοποιείται, ας αναλύσουμε πτυχές της θεωρίας της φυσικής του πλάσματος, γιατί θα μας είναι πολύ χρήσιμο για περαιτέρω αφήγηση.
θεωρία πλάσματος
Στο μάθημα της χημείας του σχολείου, αφιερώνεται πολύς χρόνος στα διαλύματα και στα σωματίδια που υπάρχουν σε αυτά. Αυτά τα φορτισμένα σωματίδια έχουν μοναδικές ιδιότητες και καθορίζουν πολλά από τα φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά των διαφόρων συστημάτων «διαλυμένης ουσίας-διαλύτη». Ωστόσο, τα ιόντα (φορτισμένα σωματίδια σε διάλυμα) δεν υπάρχουν μόνο στο υδάτινο περιβάλλον.
Όπως αποδείχθηκε, το αέριο μπορεί να ιονιστεί και να σχηματίσει άτομα με θετικό ή αρνητικό φορτίο. Αυτό μπορεί να συμβεί κατά τη διαδικασία εξόδου ενός ηλεκτρονίου από ένα άτομο από εξωτερικές δυνάμεις. Το εκτοξευόμενο ηλεκτρόνιο μπορεί επίσης να συντριβεί σε κάποιο άλλο άτομο και να «χτυπήσει» ένα άλλο ηλεκτρόνιο. Αλλά μπορεί να συμβεί και η αντίστροφη κατάσταση: ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να πετάξει σε ένα ιόν και να σχηματίσει ξανά ένα ουδέτερο άτομο. Και όλες αυτές οι διεργασίες συμβαίνουν συνεχώς στο πλάσμα. Είναι αρκετά ασταθές απουσία εξωτερικών δυνάμεων για να το υποστηρίξουν.
Το πλάσμα λαμβάνεται κυρίως με έναν πολύ απλό τρόπο, διαθέσιμο στον καθένα μας στο σπίτι: περνώντας αέριο μέσα από ένα ηλεκτρικό τόξο υψηλής τάσης. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του τόξου, τόσο περισσότερο θερμαινόμενο πλάσμα παίρνουμε στην έξοδο. Όσο υψηλότερη είναι η τάση στις επαφές του, τόσο περισσότερο ιονισμένο αέριο λαμβάνεται μετά.
Το Το πλάσμα μπορεί επίσης να χωριστεί σε διάφορους τύπους. Θα μάθετε τι είναι το πλάσμα (ιονισμένο αέριο) στην επόμενη ενότητα.
Τύποι πλάσματος
Κατά προέλευση, το ιονισμένο αέριο μπορεί να χωριστεί σε τεχνητό και φυσικό. Με την πρώτη άποψη, όλα είναι ξεκάθαρα, ένα άτομο δημιουργεί εύκολα πλάσμα και το χρησιμοποιεί για τους δικούς του σκοπούς (για παράδειγμα, λαμπτήρες νέον, λέιζερ, ελεγχόμενη θερμοπυρηνική σύντηξη). Και τι είδους πλάσμα υπάρχει στη φύση; Η πιο διάσημη εκδήλωσή του είναι ο κεραυνός.
Το ιονισμένο αέριο μπορεί επίσης να περιλαμβάνει ένα φαινόμενο όπως το βόρειο σέλας, το οποίο δεν έχουν την τύχη να παρατηρήσουν όλοι οι κάτοικοι της Γης. Επίσης, ο ηλιακός άνεμος, που υπάρχει στο διάστημα, είναι η τέταρτη κατάσταση της ύλης. Αν εξετάσουμε το πλάσμα με μια ευρύτερη έννοια, αποδεικνύεται ότι ολόκληρος ο εξωτερικός χώρος ανήκει σε αυτό.
Το πλάσμα μπορεί επίσης να διαιρεθεί με τη θερμοκρασία του. Όπως γνωρίζετε, όσο πιο ζεστό είναι το αέριο, τόσο πιο ενεργή είναι η κίνηση των μορίων σε αυτό και τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργειά του. Δεδομένου ότι το πλάσμα είναι επίσης αέριο, αυτές οι δηλώσεις ισχύουν και για αυτό. Έτσι, ξεκινώντας από τη θερμοκρασία του ιονισμένου αερίου, χωρίζεται σε θερμό (θερμεκατομμύρια K και άνω) και κρύο (αντίστοιχα, η θερμοκρασία είναι μικρότερη από ένα εκατομμύριο K).
Υπάρχει ένας ακόμη δείκτης - ο βαθμός ιονισμού. Δείχνει ποιο ποσοστό των ατόμων στο πλάσμα έχουν διασπαστεί σε ιόντα. Σύμφωνα με αυτόν τον δείκτη, διακρίνονται ένα αέριο υψηλής ιονισμού και ένα αέριο χαμηλού ιονισμού. Περιλαμβάνεται επίσης σε μία από τις γενικά αποδεκτές ταξινομήσεις.
Συμπέρασμα
Το πλάσμα δεν είναι τόσο δύσκολο να κατανοηθεί. Οι δυσκολίες ξεκινούν με μια βαθύτερη μελέτη του. Αλλά έτσι μπορείς να δεις οτιδήποτε. Δεν θίξαμε συγκεκριμένα μαθηματικούς υπολογισμούς για να εξηγήσουμε την ουσία αυτής της έννοιας όσο το δυνατόν λεπτομερέστερα. Η φυσική είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα επιστήμη και είναι απαραίτητο να τη μελετήσουμε, έστω και μόνο επειδή μας περιβάλλει σε όλα και παντού. Και το άρθρο μας έχει σκοπό να το αποδείξει αυτό, επειδή το πλάσμα είναι παντού γύρω μας, απλώς μερικές φορές δεν καταλαβαίνουμε τη βαθιά ουσία των φαινομένων που σχετίζονται με αυτό.
