Фізика - дуже цікава наука. У ній іноді зустрічаються такі поняття, про яких ми чули, але реального уявлення не маємо. І сьогодні, в століття розвитку високих технологій, все частіше зустрічається поняття плазми, або, по-іншому, іонізованого газу. Багато хто, почувши це слово, лякаються, і навіть не намагаються дізнатися, що ж воно означає. Але все дуже просто, і в цій статті ми розповімо, що ж являє собою іонізований газ і якими властивостями він володіє. Перш ніж дати вам детальну і вичерпну інформацію, проведемо короткий екскурс в історію.
Історія
Плазма, або четвертий агрегатний стан речовини, було відкрито в 1879 році Вільямом Круксом в час експериментів з участю вольтової дуги. Згодом була створена ціла наука, названа фізикою плазми. Звідки взялася ціла наука і навіщо вона потрібна? Вся справа в тому, що вивчення плазми знайшло величезну застосування в різних областях науки і техніки. Але про це ми розповімо трохи пізніше. А зараз трохи про суть поняття "іонізований газ".
Що таке плазма?
Це слово прийшло в російську мову з грецької. Воно означає "оформлений", "зроблений". І це не порожні слова. Як відомо, звичайний газ приймає форму посудини, де він знаходиться (точно так само, як вода). Саме тому він хаотичний і не має чіткої форми. Однак плазма - це зовсім інше. Не дарма її називають четвертим агрегатним станом речовини. Воно кардинально відрізняється від всіх інших станів своїми особливими властивостями. Справа в тому, що всі атоми, що входять до складу плазми, мають позитивний або негативний заряд.
Перед тим як розповісти про те, як отримують плазму і де вона застосовується, розберемо аспекти теорії фізики плазми, адже це дуже знадобиться нам для подальшого оповідання.
Теорія плазми
У шкільному курсі хімії дуже багато часу приділяють розчинів і частинкам, які в них знаходяться. Ці заряджені частинки мають унікальні властивості і зумовлюють багато фізичні і хімічні характеристики тих чи інших систем "розчинена речовина - розчинник". Однак іони (заряджені частинки в розчині) існують не тільки у водному середовищі. Як з'ясувалося, і газ може ионизироваться і утворювати атоми з позитивним або негативним зарядом. Відбутися це може в процесі вибивання електрона з атома сторонніми силами. Вилетів електрон може врізатися в який-небудь інший атом і "вибити" інший електрон. Але може виникнути і зворотна ситуація: електрон може влетіти в іон і знову утворити нейтральний атом. І всі ці процеси постійно відбуваються в плазмі. Вона досить нестабільна у відсутності сторонніх сил, які підтримують її.
Отримують плазму в основному дуже простим способом, доступним кожному з нас вдома: пропусканням газу через електричну дугу високої напруги. Чим більше температура дуги, тим більше нагріту плазму ми отримуємо на виході. Чим вище напруга на її контактах, тим більше іонізований газ виходить після. Плазму також можна розділити на кілька видів. Про те, якою буває плазма (іонізований газ), ви дізнаєтеся з наступного розділу.
Види плазми
За походженням іонізований газ можна розділити на штучний і природний. З першим видом все зрозуміло, людина легко створює плазму і використовує її в своїх цілях (наприклад, неонові лампи, лазери, керований термоядерний синтез). А яка плазма буває в природі? Найвідоміше її прояв - блискавки.
До іонізованого газу також можна віднести таке явище, як північне сяйво, яке мають щастя спостерігати не всі жителі Землі. Також сонячний вітер, існуючий в космічному просторі, є четвертим станом речовини. Якщо розглядати плазму в більш широкому сенсі, виявиться, що і всі космічний простір ставиться до неї. Плазму можна також поділити за її температурі. Як відомо, чим гаряче газ, тим активніше в ньому рух молекул і вище його енергія. Так як плазма також є газом, ці твердження справедливі і для неї. Таким чином, відштовхуючись від того, яка температура іонізованого газу, його ділять на гарячий (температура мільйон K і вище) і холодний (відповідно, температура менше мільйона K) . Є ще один показник - ступінь іонізації. Він показує, який відсоток атомів в плазмі розпався на іони. За таким показником розрізняють високоионизированний газ і низкоионизированний. Це також входить в одну із загальноприйнятих класифікацій.
Висновок
Плазма - не така складна для розуміння річ. Складнощі починаються при більш глибокому її вивченні. Але ж так можна розглядати будь-яку річ. Ми спеціально не стосувалися математичних викладок, щоб якомога детальніше пояснити суть цього поняття. Фізика - дуже цікава наука, і вивчати її необхідно хоча б тому, що вона оточує нас у всьому і скрізь. І наша стаття покликана це довести, адже плазма скрізь навколо нас, просто інколи ми не розуміємо глибинної суті явищ, пов'язаних з нею.
