Física do plasma. Fundamentos de Física de Plasma

Momento en que o plasma asociado coa xente con algo irreal e incomprensible, fantástico, están moi lonxe. Hoxe ese concepto é amplamente utilizado. O plasma usado na industria. O máis ambicioso do seu uso en tecnoloxía de iluminación. Exemplo - lámpadas de descarga de gas, iluminando a rúa. Pero en lámpadas fluorescentes está presente. Tamén en solda eléctrica. Despois de soldadura con arco - é o plasma xerado pola facho de plasma. Pódese citar moitos outros exemplos.

Plasma Physics - é un importante sector da ciencia. Por iso, é necesario entender os conceptos básicos relacionados a el. Este é o tema do noso artigo.

Definición e tipos de plasma

Que é o plasma? Determinación en física é xa bastante clara. O plasma é chamado un Estado do material, cando este último ten unha significativa (comensurável co número total de partículas), o número de partículas cargadas (transportes), capaces de máis ou menos libre para moverse dentro da substancia. Podemos distinguir os seguintes tipos principais de física do plasma. As operadoras pertencen ás partículas dun tipo (e de sinal oposto de partículas de carga, neutralizando o sistema non ten liberdade de movemento), é chamado de compoñente único. No caso contrario é - dous ou varios compoñentes.

Features plasma

Entón, imos describir brevemente o concepto dun plasma. Física - unha ciencia exacta, así, sen definicións non poden facer. Agora dicir sobre as principais características deste estado da materia.

propiedades do plasma nestes física. Primeiro de todo, neste estado baixo a acción de forzas electromagnéticas xa pequena hai movemento de vehículos - a corrente que flúe de tal xeito e mentres estas forzas non desaparecerá por mor da análise das súas fontes. Polo tanto, o plasma, finalmente, entra nun estado onde é case neutro. Noutras palabras, o seu volume, unha gran cantidade de microscópico, ten carga cero. A segunda característica do plasma está relacionada coa natureza de longo alcance do Coulomb e as forzas de Ampère. Ela consiste no feito de que o movemento neste estado, como norma xeral, ten un carácter colectivo, que inclúen un gran número de partículas cargadas. Estas son as propiedades fundamentais da física de plasma. Eles serían útiles para lembrar.

Ambas estas características levan ao feito de que a física de plasma extraordinariamente rica e diversificada. A manifestación máis destacada é a facilidade de aparición de varios tipos de inestabilidades. Son serios obstáculos para a aplicación práctica de plasma. Física - a ciencia que está en constante evolución. Polo tanto, espérase que co tempo eses obstáculos serán eliminados.

O plasma en líquidos

Pasando para o exemplo específico da estrutura, comezamos por considerando subsistemas de plasma en materia condensada. Os fluídos adicional debe ser chamado principalmente metais líquidos - dun exemplo, que corresponde ao subsistema de plasma - un único electróns do plasma portadoras compoñente. Estritamente falando, estamos interesados na categoría debe ser asignado, e un eletrólitos líquido, que son portadores - ións de ambos os sinais. Con todo, por varias razóns, eletrólitos non pertencen a esta categoría. Un deles consiste no feito de que o electrólito sen luz, transporte en movemento como electróns. Polo tanto, as propiedades de plasma anteriores son expresados significativamente máis débil.

cristais de plasma

O plasma nos cristais ten un nome especial - plasma de estado sólido. En cristais iónicos, aínda que haxa cargos, pero aínda son. Polo tanto, non existe no plasma. Nos metais - son electróns condutividade constituíndo o plasma dun só compoñente. A súa carga é compensada pola taxa fixa (máis precisamente, incapaz de moverse por longas distancias) ións.

O plasma en semicondutores

Considerando os fundamentos da física de plasmas, debe notarse que en semicondutores, a situación é máis diversificada. Resumidamente caracterizalo la. OCP para estas substancias poden ocorrer se inserir-los nas impurezas relevantes. A impureza doar electróns facilmente (doadores), non son portadores do tipo n - electróns. A impureza, en contraste, os electróns facilmente recollidas (portadores), non son portadores do tipo p - trades (espazos baleiros na distribución de electróns), que se comportan como partículas cunha carga positiva. O plasma de dous compoñentes, está formada por electróns e os orificios ocorre en semicondutores xeito aínda máis fácil. Por exemplo, se trata baixo a acción da luz de bombeo, bombardeada con electróns da banda de valencia para a banda de condución. Nótese que, baixo certas condicións, electróns e os buratos son atraídos un para o outro, poden formar un estado ligado, semellante ao átomo de hidróxeno, - un excit, e se a intensidade da bomba e densidade de excits é grande, eles mestúranse para formar unha gota de líquido electrón-oco. Ás veces, esa condición é considerada un novo estado da materia.

ionización do gas

Estes exemplos refírense a casos específicos do estado de plasma e no plasma en forma pura é chamado gas ionizado. Pola súa ionización pode causar diversos factores: o campo eléctrico (a descarga de gas, unha treboada), o fluxo luminoso (fotoionização), por partículas rápidas (radiación de fontes radioactivas, raios cósmicos, que fosen abertas e de grao ascendente de ionización da altura). Con todo, o factor principal é a calefacción de gas (ionización térmica). Neste caso, a separación de electróns desde as conexións do átomo chocar con outras partículas de gas este a ter a enerxía cinética suficiente debido á alta temperatura.

De alta temperatura e baixa temperatura do plasma

física de plasma de baixa temperatura - algo que entran en contacto todos os días. Exemplos de tales condicións poden ser unha chama, a substancia na descarga de gas e lóstregos, varios tipos de espazo de plasma frío (ionosfera e planetas e estrelas magnetosfera), a sustancia de traballo nos distintos dispositivos técnicos (xeradores MHD, motores de plasma, queimadores, e así por diante. N.) . Exemplos de plasma quente - (. Tokamak, dispositivo de láser, e aparato de feixe ai) material de estrela en todas as fases da súa evolución, excepto a primeira infancia ea vellez, do fluído de traballo nos sistemas de fusión controlada nuclear.

Cuarto estado da materia

Medio século atrás, moitos físicos e químicos cría que a materia está composta de átomos e moléculas. Están unidos en combinación con moi desordenada ou máis ou menos ordenada. Crese que existen tres fases - gasoso, líquido e sólido. Substancias que baixo a influencia de condicións externas.

Actualmente, con todo, podemos dicir que hai 4 estados da materia. Que o plasma pode ser considerada como un novo, cuarto. A súa diferenza a partir da (sólidos e líquidos) condensado Estados consiste no feito de que, como o gas ten non só a elasticidade á corte, pero o volume propio tamén fixo. Por outra banda, en común co plasma condensado presenza estado de orde de curto alcance, é dicir, posicións de correlación. E. e composición das partículas con carga de plasma veciña. Neste caso, tal correlación non é xerada por forzas intermoleculares e Coulomb: a carga afasta mesmo nome co propio e tira as acusacións ao contrario.

física do plasma foinos brevemente revisados. Este tema é moi pesado, polo que só podemos falar do que descubriron as súas fundacións. física de plasma, certamente merece unha análise máis aprofundada.