Ионизированная плазма: четвертое состояние вещества

Что такое ионизированная плазма. Как образуется плазма. Чем отличается плазма от других агрегатных состояний. Где встречается плазма в природе и технике. Какими свойствами обладает плазма. Как используется плазма.

Что такое ионизированная плазма

Ионизированная плазма — это четвертое агрегатное состояние вещества, представляющее собой частично или полностью ионизированный газ. В отличие от обычного газа, в плазме значительная часть атомов или молекул ионизирована, то есть лишена одного или нескольких электронов.

Основные характеристики плазмы:

• Наличие свободных электронов и положительно заряженных ионов
• Высокая электропроводность
• Взаимодействие с магнитными и электрическими полями
• Коллективное поведение частиц
• Квазинейтральность (суммарный заряд близок к нулю)

Как образуется плазма

Для образования плазмы необходимо сообщить веществу достаточное количество энергии, чтобы разорвать связи между электронами и атомными ядрами. Это может происходить различными способами:

• Нагрев до высоких температур (термическая ионизация)
• Воздействие сильного электрического поля (электрическая ионизация)
• Облучение высокоэнергетическими частицами или фотонами (лучевая ионизация)
• Сжатие вещества до сверхвысоких плотностей

При достижении определенной степени ионизации газ переходит в состояние плазмы. Как правило, это происходит при температурах от нескольких тысяч до миллионов градусов.

Виды плазмы

В зависимости от температуры, плотности и степени ионизации различают следующие основные виды плазмы:

• Низкотемпературная слабоионизированная плазма (газовые разряды)
• Высокотемпературная полностью ионизированная плазма
• Сверхплотная вырожденная плазма
• Релятивистская плазма
• Квантовая плазма

Каждый вид плазмы обладает специфическими свойствами и особенностями поведения.

Где встречается плазма в природе

В природе плазма широко распространена и составляет более 99% видимой материи Вселенной. Основные природные источники плазмы:

• Звезды (в том числе Солнце)
• Межзвездная среда
• Ионосфера Земли
• Полярные сияния
• Молнии
• Огонь

На Земле естественная плазма встречается относительно редко из-за умеренных температур. Однако в космосе плазменное состояние вещества является преобладающим.

Применение плазмы в технике

Уникальные свойства плазмы нашли широкое применение в различных областях науки и техники:

• Плазменные дисплеи и осветительные приборы
• Плазменная резка и сварка металлов
• Плазмохимические реакторы
• Плазменные двигатели космических аппаратов
• Управляемый термоядерный синтез
• Плазменная стерилизация
• Плазменная обработка материалов

Развитие плазменных технологий открывает новые перспективы в энергетике, электронике, медицине и других сферах.

Основные свойства плазмы

Плазма обладает рядом уникальных свойств, отличающих ее от других агрегатных состояний вещества:

• Высокая электропроводность
• Высокая теплопроводность
• Взаимодействие с электромагнитными полями
• Генерация собственных магнитных полей
• Коллективные эффекты и плазменные колебания
• Эффект экранирования зарядов (дебаевская экранировка)
• Квазинейтральность

Эти свойства определяют особенности поведения плазмы и ее широкие возможности практического применения.

Методы диагностики плазмы

Для изучения параметров и свойств плазмы используются различные методы диагностики:

• Зондовые методы (электрические зонды)
• Оптическая спектроскопия
• Микроволновая диагностика
• Лазерное рассеяние
• Корпускулярная диагностика
• Магнитные измерения
• Рентгеновская диагностика

Комплексное применение этих методов позволяет определять такие параметры плазмы как температура, плотность, степень ионизации, спектр излучения и др.

Перспективы использования плазмы

Изучение плазмы и развитие плазменных технологий открывает широкие перспективы в различных областях:

• Термоядерная энергетика
• Космические двигатели нового поколения
• Плазменная электроника
• Плазменная медицина
• Новые методы обработки и синтеза материалов
• Плазменные ускорители частиц
• Плазменные антенны

Дальнейшие исследования плазмы и совершенствование методов управления ею позволят создать прорывные технологии будущего.

PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

• 1 Учебники
• 2 Механика
  • 2.1 Кинематика
  • 2.2 Динамика
  • 2.3 Законы сохранения
  • 2.4 Статика
  • 2.5 Механические колебания и волны
• 3 Термодинамика и МКТ
  • 3.1 МКТ
  • 3.
    2 Термодинамика
• 4 Электродинамика
  • 4.1 Электростатика
  • 4.2 Электрический ток
  • 4.3 Магнетизм
  • 4.4 Электромагнитные колебания и волны
• 5 Оптика. СТО
  • 5.1 Геометрическая оптика
  • 5.2 Волновая оптика
  • 5. 3 Фотометрия
  • 5.4 Квантовая оптика
  • 5.5 Излучение и спектры
  • 5.6 СТО
• 6 Атомная и ядерная
  • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
  • 6.2 Ядерная физика
• 7 Общие темы
• 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
2. разработки уроков, тем;
3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

---

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

---

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

---

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО

---

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

---

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

Физика, 9 кл. (Буховерцев Б.Б.)

Физика, 9 кл. (Буховерцев Б.Б.)

Буховцев Б. Б., Климонтович Ю.Л., Мякишев Г.Я. Физика. 9 класс. Учебник. — 6-е изд. — М.: Просвещение, 1982. — 272 с. В учебнике на современном уровне изложены фундаментальные вопросы школьной программы, представлены основные технические применения законов физики, рассмотрены методы решения задач. Книга адресована учащимся средних школ, слушателям и преподавателям подготовительных отделений вузов, а также читателям, занимающимся самообразованием и готовящимся к поступлению в вуз. Оглавление ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА Глава I. ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ. РАЗМЕРЫ МОЛЕКУЛ 2. МАССА МОЛЕКУЛ. ПОСТОЯННАЯ АВОГАДРО 3. БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ. 4. СИЛЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОЛЕКУЛ 5. СТРОЕНИЕ ГАЗООБРАЗНЫХ, ЖИДКИХ И ТВЕРДЫХ ТЕЛ 6. ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ В МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ 7. ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ I Глава II. ТЕМПЕРАТУРА. ЭНЕРГИЯ ТЕПЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ 8. ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕ. ТЕМПЕРАТУРА 9. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ 10. АБСОЛЮТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА. ТЕМПЕРАТУРА — МЕРА СРЕДНЕЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ МОЛЕКУЛ 11. ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТЕЙ МОЛЕКУЛ ГАЗА ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ II Глава III. УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА. ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ 12. УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА 13. ПРИМЕНЕНИЕ УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА К РАЗЛИЧНЫМ ПРОЦЕССАМ 14. ПРИМЕНЕНИЕ ГАЗОВ В ТЕХНИКЕ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ III Глава IV. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 16. РАБОТА В ТЕРМОДИНАМИКЕ 17. КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ 18. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ 19. ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРВОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ К РАЗЛИЧНЫМ ПРОЦЕССАМ 20. НЕОБРАТИМОСТЬ ПРОЦЕССОВ В ПРИРОДЕ 21. ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 22. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ (КПД) ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ. ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ И ОХРАНА ПРИРОДЫ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ IV Глава V. ВЗАИМНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ 23. НАСЫЩЕННЫЙ ПАР 24. ЗАВИСИМОСТЬ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННОГО ПАРА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ. КИПЕНИЕ. КРИТИЧЕСКАЯ ТЕМПЕРАТУРА 25. ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ V Глава VI. ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ 27. СИЛА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ 28. КАПИЛЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ VI Глава VII. ТВЕРДЫЕ ТЕЛА 29. КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ТЕЛА 30. АМОРФНЫЕ ТЕЛА 31. ДЕФОРМАЦИЯ. ВИДЫ ДЕФОРМАЦИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ 32. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ. ДИАГРАММА РАСТЯЖЕНИЯ 33. ПЛАСТИЧНОСТЬ И ХРУПКОСТЬ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ VII ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ 34. ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА? Глава VIII. ЭЛЕКТРОСТАТИКА 35. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД И ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ 36. ЗАРЯЖЕННЫЕ ТЕЛА. ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ТЕЛ 37. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА 38. ОСНОВНОЙ ЗАКОН ЭЛЕКТРОСТАТИКИ — ЗАКОН КУЛОНА 39. ЕДИНИЦА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ 40. БЛИЗКОДЕЙСТВИЕ И ДЕЙСТВИЕ НА РАССТОЯНИИ 41. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ 42. НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ. ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ ПОЛЕЙ 43. СИЛОВЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ 44. ПРОВОДНИКИ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ 45. НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ РАВНОМЕРНО ЗАРЯЖЕННОГО ПРОВОДЯЩЕГО ШАРА И БЕСКОНЕЧНОЙ ПЛОСКОСТИ 46. ДИЭЛЕКТРИКИ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ. ДВА ВИДА ДИЭЛЕКТРИКОВ 47. ПОЛЯРИЗАЦИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ 48. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО ТЕЛА В ОДНОРОДНОМ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ 49. ПОТЕНЦИАЛ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ И РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ 50. ПОТЕНЦИАЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ТОЧЕЧНОГО ЗАРЯДА 51. СВЯЗЬ МЕЖДУ НАПРЯЖЕННОСТЬЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И РАЗНОСТЬЮ ПОТЕНЦИАЛОВ. ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ 52. ИЗМЕРЕНИЕ РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ 53. ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ. ЕДИНИЦЫ ЭЛЕКТРОЕМКОСТИ 54. КОНДЕНСАТОРЫ. ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ ПЛОСКОГО КОНДЕНСАТОРА 55. ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО КОНДЕНСАТОРА. ПРИМЕНЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ X Глава IX. ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 56. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. СИЛА ТОКА 57. УСЛОВИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА 58. ЗАКОН ОМА ДЛЯ УЧАСТКА ЦЕПИ. СОПРОТИВЛЕНИЕ 59. ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ 60. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ 61. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ 62. ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ 63. РАБОТА И МОЩНОСТЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ 64. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА 65. ЗАКОН ОМА ДЛЯ ЗАМКНУТОЙ ЦЕПИ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ IX Глава X. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ 66. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ 67. ЭЛЕКТРОННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ МЕТАЛЛОВ 68. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ЖИДКОСТЯХ 69. ЗАКОН ЭЛЕКТРОЛИЗА 70. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ГАЗАХ 71. НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ РАЗРЯДЫ 72. РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РАЗРЯДА И ИХ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ 73. ПЛАЗМА 74. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ВАКУУМЕ 75. ДВУХЭЛЕКТРОДНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ЛАМПА-ДИОД 76. ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУЧКИ. ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВАЯ ТРУБКА 77. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ПОЛУПРОВОДНИКАХ 78. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ПРИ НАЛИЧИИ ПРИМЕСЕЙ 79. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК ЧЕРЕЗ КОНТАКТ ПОЛУПРОВОДНИКОВ p- И n- ТИПОВ 80. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД 81. ТРАНЗИСТОР 82. ТЕРМИСТОРЫ И ФОТОРЕЗИСТОРЫ ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ X Глава XI. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ 83. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОВ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ 84. ВЕКТОР МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ 85. ЛИНИИ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ 86. ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ 87. МОДУЛЬ ВЕКТОРА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ. МАГНИТНЫЙ ПОТОК 88. ЗАКОН АМПЕРА 89. ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ДВИЖУЩИЙСЯ ЗАРЯД. СИЛА ЛОРЕНЦА 90. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ XI Глава XII. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ 91. ОТКРЫТИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ 92. НАПРАВЛЕНИЕ ИНДУКЦИОННОГО ТОКА. ПРАВИЛО ЛЕНЦА 93. ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ 94. ВИХРЕВОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ 95. ЭДС ИНДУКЦИИ В ДВИЖУЩИХСЯ ПРОВОДНИКАХ 96. САМОИНДУКЦИЯ. ИНДУКТИВНОСТЬ 97. ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТОКА 98. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ И ИХ ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КРАТКИЕ ИТОГИ ГЛАВЫ XII ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ОТВЕТЫ К УПРАЖНЕНИЯМ

Содержит ли пламя плазму? | Научные вопросы с неожиданными ответами

Категория: Физика      Опубликовано: 28 мая 2014 г.

Большинство языков пламени недостаточно горячие, чтобы превратиться в плазму. Изображение общественного достояния, источник: Кристофер С. Бэрд.

Ответ на этот вопрос сложнее, чем думает большинство людей. Некоторые языки пламени содержат плазму, а некоторые нет. Чтобы правильно ответить на этот вопрос, мы действительно должны сначала строго определить, что мы подразумеваем под «плазмой». Учебник определяет плазму как ионизированный газ. «Ионизированный газ» означает, что некоторые электроны полностью отрываются от атомов, составляющих газ. Эффективно свободные электроны заряжены отрицательно, а образующиеся в результате ионизированные атомы в конечном итоге заряжены положительно. «Ион» — это атом с неравным количеством электронов и протонов. Это определение является хорошей отправной точкой, но оно недостаточно точное. Каждый газ содержит несколько ионов и свободных электронов, и все же не каждый газ является плазмой. Должна быть какая-то точка отсечки, когда в газе достаточно ионов, чтобы он начал действовать как плазма.

Что значит вести себя как плазма? Плазма — это ионизированный газ, отражающий низкочастотные электромагнитные волны, такие как радиоволны. Описываемая на более базовом уровне, плазма экранирует электрические поля. Плазма способна сделать это, потому что достаточное количество отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных ионов локально свободны и способны коллективно связываться друг с другом на большом расстоянии. Коллективное поведение ионов и электронов означает, что они способны сильно реагировать на падающие электрические поля и двигаться, нейтрализуя эти поля. Следовательно, более строгое определение плазмы — это газ, в котором достаточно свободных электронов и ионов, чтобы они действовали коллективно. Расстояние, на которое внешнее электрическое поле может проникнуть в облако заряженных частиц, характеризуется «длиной Дебая». Чем больше атомов ионизировано, тем сильнее коллективные колебания зарядов и тем меньше длина Дебая. Поэтому самым строгим определением плазмы является ионизированный газ с достаточной ионизацией, при которой длина Дебая значительно меньше ширины газового облака.

В пламени ионизация атомов воздуха происходит потому, что температура достаточно высока, чтобы заставить атомы врезаться друг в друга и отрывать электроны. Следовательно, в пламени степень ионизации зависит от температуры. (Другие механизмы могут привести к ионизации. Например, в молнии ионизацию вызывают сильные электрические токи. В ионосфере ионизацию вызывает солнечный свет.) Суть в том, что пламя становится плазмой, только если оно становится достаточно горячим. Пламя при более низких температурах не содержит достаточной ионизации, чтобы стать плазмой. С другой стороны, высокотемпературное пламя действительно содержит достаточно свободных электронов и ионов, чтобы действовать как плазма.

Например, у обычной восковой свечи пламя горит при максимальной температуре 1500 градусов по Цельсию, что слишком мало для создания очень большого количества ионов. Таким образом, пламя свечи не является плазмой. Обратите внимание, что яркие красно-оранжево-желтые цвета, которые мы видим в пламени, не созданы из-за того, что пламя является плазмой. Скорее, эти цвета излучаются не полностью сгоревшими частицами топлива («сажей»), которые настолько горячие, что светятся, как элемент электрического тостера. Если вы накачаете достаточное количество кислорода в пламя, сгорание станет полным, и красно-оранжево-желтое пламя исчезнет. Имея это в виду, должно быть ясно, что пламя свечи испускает свет, даже если это не плазма. По данным Коалиции за науку о плазме, в отличие от пламени свечи, некоторые горящие смеси ацетилена могут достигать 3100 градусов по Цельсию с соответствующей длиной Дебая 0,01 миллиметра. Таким образом, такое пламя является плазмой (если пламя намного больше 0,01 миллиметра, что обычно и бывает). Другое пламя, в том числе пламя от костров, пропановых печей и зажигалок, имеет температуру, лежащую где-то между этими двумя крайностями, и поэтому может быть плазмой, а может и не быть. Повседневное пламя, например, от сжигания дерева, древесного угля, бензина, пропана или природного газа, обычно недостаточно горячее, чтобы действовать как плазма.

Темы: Длина Дебая, горение, огонь, пламя, ионизация, плазма, температура

Столкновения и столкновение — III. Слабоионизированная плазма — ненамагниченная | Плазменная физика и термоядерная плазменная электродинамика

• Иконка Цитировать Цитировать

• Разрешения

• Делиться
  • Твиттер
  • Подробнее

Cite

Берс, Абрахам,

‘Столкновения и столкновение — III. Слабоионизированная плазма — ненамагниченная»

,

Физика плазмы и термоядерная плазменная электродинамика

(

Oxford,

2016;

online edn,

Oxford Academic

, 17 Nov. 2016

), https://doi.org/10.1093/acprof:oso/9780199295784.003.0007,

по состоянию на 24 января 2023 г.

Выберите формат Выберите format.ris (Mendeley, Papers, Zotero).enw (EndNote).bibtex (BibTex).txt (Medlars, RefWorks)

Закрыть

Фильтр поиска панели навигации Oxford AcademicФизика плазмы и синтез Плазменная электродинамикаАстрономия и астрофизикаЯдерная физикаФизика плазмыКнигиЖурналы Термин поиска мобильного микросайта

Закрыть

Фильтр поиска панели навигации Oxford AcademicФизика плазмы и синтез Плазменная электродинамикаАстрономия и астрофизикаЯдерная физикаФизика плазмыКнигиЖурналы Термин поиска на микросайте

Advanced Search

Abstract

В этой главе рассматриваются свойства бинарных столкновений между заряженными частицами и нейтралами (молекулами) и их рассмотрение в слабоионизированной плазме. В основе низкотемпературной слабоионизированной плазмы и большого разнообразия их применений лежит хорошо изученная (особенно экспериментально) область электрических разрядов в газах. В главе описаны основные макроскопические свойства такой плазмы с целью понимания их экспериментальной реализации. Разработаны и проанализированы простые физические описания для: транспортных коэффициентов подвижности и диффузии электронов и ионов; собственные моды диффузии в ограниченной полости, содержащей слабоионизированную плазму; запуск и поддержание ВЧ разряда в полости; эффекты пространственного заряда, которые связывают электроны и диффузии ионов, приводящие к амбиполярности; столбы плазмы, управляемые диффузией или в режиме свободного падения; и эффекты объемной рекомбинации и прилипания в эволюции такой плазмы.

Ключевые слова: бинарные столкновения, заряженные частицы, нейтралы, низкотемпературная, слабоионизированная плазма, электрические разряды, газы, макроскопические свойства

Предмет

Физика плазмыАстрономия и астрофизикаЯдерная физика

В настоящее время у вас нет доступа к этой главе.

Войти

Получить помощь с доступом

Получить помощь с доступом

Доступ для учреждений

Доступ к контенту в Oxford Academic часто предоставляется посредством институциональных подписок и покупок. Если вы являетесь членом учреждения с активной учетной записью, вы можете получить доступ к контенту одним из следующих способов:

Доступ на основе IP

Как правило, доступ предоставляется через институциональную сеть к диапазону IP-адресов. Эта аутентификация происходит автоматически, и невозможно выйти из учетной записи с IP-аутентификацией.

Войдите через свое учреждение

Выберите этот вариант, чтобы получить удаленный доступ за пределами вашего учреждения. Технология Shibboleth/Open Athens используется для обеспечения единого входа между веб-сайтом вашего учебного заведения и Oxford Academic.

1. Нажмите Войти через свое учреждение.
2. Выберите свое учреждение из предоставленного списка, после чего вы перейдете на веб-сайт вашего учреждения для входа.
3. Находясь на сайте учреждения, используйте учетные данные, предоставленные вашим учреждением. Не используйте личную учетную запись Oxford Academic.
4. После успешного входа вы вернетесь в Oxford Academic.

Если вашего учреждения нет в списке или вы не можете войти на веб-сайт своего учреждения, обратитесь к своему библиотекарю или администратору.

Войти с помощью читательского билета

Введите номер своего читательского билета, чтобы войти в систему. Если вы не можете войти в систему, обратитесь к своему библиотекарю.

Члены общества

Доступ члена общества к журналу достигается одним из следующих способов:

Войти через сайт сообщества

Многие общества предлагают единый вход между веб-сайтом общества и Oxford Academic. Если вы видите «Войти через сайт сообщества» на панели входа в журнале:

1. Щелкните Войти через сайт сообщества.
2. При посещении сайта общества используйте учетные данные, предоставленные этим обществом. Не используйте личную учетную запись Oxford Academic.
3. После успешного входа вы вернетесь в Oxford Academic.

Если у вас нет учетной записи сообщества или вы забыли свое имя пользователя или пароль, обратитесь в свое общество.

Вход через личный кабинет

Некоторые общества используют личные аккаунты Oxford Academic для предоставления доступа своим членам. Смотри ниже.

Личный кабинет

Личную учетную запись можно использовать для получения оповещений по электронной почте, сохранения результатов поиска, покупки контента и активации подписок.

Некоторые общества используют личные аккаунты Oxford Academic для предоставления доступа своим членам.

Просмотр учетных записей, вошедших в систему

Щелкните значок учетной записи в правом верхнем углу, чтобы:

• Просмотр вашей личной учетной записи и доступ к функциям управления учетной записью.
• Просмотр институциональных учетных записей, предоставляющих доступ.

Выполнен вход, но нет доступа к содержимому

Oxford Academic предлагает широкий ассортимент продукции. Подписка учреждения может не распространяться на контент, к которому вы пытаетесь получить доступ. Если вы считаете, что у вас должен быть доступ к этому контенту, обратитесь к своему библиотекарю.

Ведение счетов организаций

Для библиотекарей и администраторов ваша личная учетная запись также предоставляет доступ к управлению институциональной учетной записью. Здесь вы найдете параметры для просмотра и активации подписок, управления институциональными настройками и параметрами доступа, доступа к статистике использования и т.