Плазма википедия. Плазма: четвертое состояние вещества и его удивительные свойства — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое плазма и чем она отличается от других агрегатных состояний. Какие виды плазмы существуют в природе и технике. Каковы основные характеристики и параметры плазмы. Где в природе и технике можно встретить плазму. Какое значение имеет плазма для современной науки и технологий.

Содержание

Что такое плазма и ее основные свойства

Плазма представляет собой четвертое агрегатное состояние вещества, наряду с твердым, жидким и газообразным. Это частично или полностью ионизированный газ, состоящий из свободных электронов, положительно и отрицательно заряженных ионов, а также нейтральных атомов и молекул.

Основные свойства плазмы включают:

Высокую электропроводность
Квазинейтральность (суммарный заряд близок к нулю)
Коллективное поведение частиц
Способность генерировать и поглощать электромагнитное излучение
Наличие плазменных колебаний

Плазма обладает уникальными свойствами, отличающими ее от обычного газа. Она может проводить электрический ток, взаимодействовать с магнитными полями и излучать свет. Эти особенности делают плазму крайне интересным объектом для изучения и практического применения.

Виды плазмы и их характеристики

В зависимости от температуры и плотности частиц выделяют следующие основные виды плазмы:

Высокотемпературная плазма (T > 106 K) — термоядерная, звездная
Низкотемпературная плазма (T < 105 K) - газовые разряды, ионосфера
Плотная плазма (n > 1020 м-3) — в недрах звезд, при лазерном термоядерном синтезе
Разреженная плазма (n < 1015 м-3) - солнечный ветер, межзвездная среда

Каждый вид плазмы характеризуется своими параметрами — температурой, концентрацией частиц, степенью ионизации, дебаевским радиусом и другими величинами. От этих характеристик зависят свойства и поведение плазмы.

Плазма в природе: от молний до звезд

В природе плазма встречается в самых разных масштабах и формах:

Молнии — яркий пример кратковременной плазмы в атмосфере Земли
Полярные сияния — свечение разреженной плазмы в верхних слоях атмосферы
Ионосфера — ионизированный слой атмосферы на высотах 60-1000 км
Солнечная корона — внешние слои атмосферы Солнца с температурой до миллиона градусов
Звезды — плазменные шары, в недрах которых идут термоядерные реакции
Межзвездная среда — разреженная плазма, заполняющая пространство между звездами

Таким образом, плазма является наиболее распространенным состоянием видимого вещества во Вселенной, составляя более 99% ее массы.

Применение плазмы в технике и технологиях

Уникальные свойства плазмы находят широкое применение в различных областях техники и технологий:

Плазменные дисплеи и осветительные приборы
Плазменная резка и сварка металлов
Плазменное напыление защитных и функциональных покрытий

Плазмохимические реакторы для синтеза новых материалов
Плазменные двигатели для космических аппаратов
Управляемый термоядерный синтез для получения энергии

Развитие плазменных технологий открывает новые возможности в энергетике, материаловедении, электронике и других высокотехнологичных отраслях.

Методы получения и диагностики плазмы

Для создания и исследования плазмы в лабораторных условиях применяются различные методы:

Электрический разряд в газах
Лазерная ионизация вещества
Нагрев газа до высоких температур
Ударное сжатие газа

Диагностика параметров плазмы осуществляется с помощью:

Зондовых измерений
Оптической и рентгеновской спектроскопии
Лазерного рассеяния
Микроволновых и СВЧ-методов

Современные методы позволяют создавать и исследовать плазму в широком диапазоне параметров, от разреженной холодной до сверхплотной и сверхгорячей.

Теоретическое описание плазмы

Для теоретического описания поведения плазмы используются различные подходы:

Кинетическая теория — описывает плазму на уровне функций распределения частиц
Магнитогидродинамика — рассматривает плазму как проводящую жидкость
Теория колебаний и волн в плазме
Теория неустойчивостей плазмы

Важную роль играет компьютерное моделирование процессов в плазме методами частиц и гидродинамики. Это позволяет изучать сложные нелинейные явления, недоступные для аналитического рассмотрения.

Перспективы исследований и применения плазмы

Основные направления дальнейших исследований плазмы включают:

Управляемый термоядерный синтез для энергетики будущего
Плазменные ускорители частиц нового поколения
Плазменная электроника и фотоника
Плазменные технологии для медицины и биологии

Изучение космической плазмы и плазменных процессов во Вселенной

Развитие плазменных исследований и технологий открывает огромные перспективы для научно-технического прогресса и решения глобальных проблем человечества в области энергетики, экологии и освоения космоса.

Плазма — Википедия

Плазма (грек.: πλάσμα чӀалай «раснавай», «кӀалубдиз тунвай») — са кьадар ва я тамамдаказ ионизация хьанвай, нейтрал атомрикайни (ва я молекулрикай) заряд квай кӀусарикай (ионрикайни электронрикай) туькӀуьр хьанвай газ. Плазмадин лап чӀехи метлеб авай кьетӀенвилерикай адан квазинейтралвал я, имни акӀ лагьай чӀал я хьи, ам туькӀуьрзавай заряд квай нулдикай виниз ва агъуз тир кӀусарин къенен кьадардин къалинвилер саки чеб-чпиз барабар жезва. Плазмадиз гагь-гагь веществодин кьудлагьай (газдикай, жимивидикай кӀевидикай къулухъ) агрегат гьални лугьуда.

Алай чӀаван чирвилериз килигна, каинатдин веществодин виридалайни гзаф паюнин фазадин гьал (массадиз килигна саки 99,9 %) плазма я^[1]/

Плазмадин диапазон. Къалинвал вини патаз хкаж жезва, ифин — эрчӀи патаз. Металлрин къене авай ада электронриз электрон плазмадиз хьиз килигиз жеда.^[5]

Вири чӀехивилер Гауссдин СГС текра ганвайди я, амма ифин (температура) — eV ва ионрин масса — протондин массадин текда ганвайди я μ = m i / m p {\displaystyle \mu =m_{i}/m_{p}} ;

Z — заряддин число; k — Больцмандин константа; К — лепедин яргъивал; γ — адиабатик индекс; ln Λ — Кулондин логарифм.

Геренвилер (частоты)[Дуьзар хъувун | вики-текст дуьзар хъувун]

Электрондин Лармордин геренвал, магнитдин чуьлдиз перпендикуляр тир кьулувиле электрондин элкъвей цӀарцӀин юзундин пӀипӀдин геренвал:

ω c e = e B / m e c = 1.76 × 10 7 B rad/s {\displaystyle \omega _{ce}=eB/m_{e}c=1.76\times 10^{7}B{\mbox{rad/s}}}

Иондин Лармордин геренвал, магнитдин чуьлдиз перпендикуляр тир кьулувиле иондин элкъвей цӀарцӀин юзундин пӀипӀдин геренвал:

ω c i = e B / m i c = 9.58 × 10 3 Z μ − 1 B rad/s {\displaystyle \omega _{ci}=eB/m_{i}c=9.58\times 10^{3}Z\mu ^{-1}B{\mbox{rad/s}}}

ω p e = ( 4 π n e e 2 / m e ) 1 / 2 = 5.64 × 10 4 n e 1 / 2 rad/s {\displaystyle \omega _{pe}=(4\pi n_{e}e^{2}/m_{e})^{1/2}=5.64\times 10^{4}n_{e}^{1/2}{\mbox{rad/s}}}

иондин плазмадин геренвал:

ω p i = ( 4 π n i Z 2 e 2 / m i ) 1 / 2 = 1.32 × 10 3 Z μ − 1 / 2 n i 1 / 2 rad/s {\displaystyle \omega _{pi}=(4\pi n_{i}Z^{2}e^{2}/m_{i})^{1/2}=1.32\times 10^{3}Z\mu ^{-1/2}n_{i}^{1/2}{\mbox{rad/s}}}

электронрин галукьунрин геренвал:

ν e = 2.91 × 10 − 6 n e ln ⁡ Λ T e − 3 / 2 s − 1 {\displaystyle \nu _{e}=2.91\times 10^{-6}n_{e}\,\ln \Lambda \,T_{e}^{-3/2}{\mbox{s}}^{-1}}

ионрин галукьунрин геренвал

ν i = 4.80 × 10 − 8 Z 4 μ − 1 / 2 n i ln ⁡ Λ T i − 3 / 2 s − 1 {\displaystyle \nu _{i}=4.80\times 10^{-8}Z^{4}\mu ^{-1/2}n_{i}\,\ln \Lambda \,T_{i}^{-3/2}{\mbox{s}}^{-1}}

Яргъивилер[Дуьзар хъувун | вики-текст дуьзар хъувун]

$\nu _{i}=4.80\times 10^{-8}Z^{4}\mu ^{-1/2}n_{i}\,\ln \Lambda \,T_{i}^{-3/2}{\mbox{s}}^{-1}$

ЦӀайлапан
Ччилин ччина авай плазмадин мисал.
ЦӀайлапанди 30 000 ампер ва 100 миллион кьван вольт чкӀурзава, ва эквt, радиолепеяр, X-хилер а гьакӀни гамма-хилер гадарзава^[6]. Цайлапанда авай ифин ~28 000 Кельвин кьван агакьзава ва электрондин къалинвилер 10²⁴ m⁻³-далай гзаф хьун мумкин я.

Электрондин лепедин Де-Бройлдин яргъивал волны, квантдин механикада электрондин лепедин яргъивал:

λ − = ℏ / ( m e k T e ) 1 / 2 = 2.76 × 10 − 8 T e − 1 / 2 cm {\displaystyle \lambda \!\!\!\!-=\hbar /(m_{e}kT_{e})^{1/2}=2.76\times 10^{-8}\,T_{e}^{-1/2}\,{\mbox{cm}}}

классик дуьшуьшда мукьва хьунин минимал яргъавал, квантдинни-механик эффектар гьисабдиз къачун тавуна, кӀусарин ифиндив кьадай сифте кьилин зарбвилел, сад-садахъ галукьунин нетижада кьве заряд квай кӀус мукьва хьун мумкинвал гудай минимал яргъавал:

e 2 / k T = 1.44 × 10 − 7 T − 1 cm {\displaystyle e^{2}/kT=1.44\times 10^{-7}\,T^{-1}\,{\mbox{cm}}}

электрондин гиромагнитдин радиус, магнитдин чуьлдиз перпендикуляр тир кьулавиле электрондин элкъвей цӀарцӀин юзунин радиус:

r e = v T e / ω c e = 2.38 T e 1 / 2 B − 1 cm {\displaystyle r_{e}=v_{Te}/\omega _{ce}=2.38\,T_{e}^{1/2}B^{-1}\,{\mbox{cm}}}

иондин гиромагнитдин радиус , магнитдин чуьлдиз перпендикуляр тир кьулавиле иондин элкъвей цӀарцӀин юзунин радиус:

r i = v T i / ω c i = 1.02 × 10 2 μ 1 / 2 Z − 1 T i 1 / 2 B − 1 cm {\displaystyle r_{i}=v_{Ti}/\omega _{ci}=1.02\times 10^{2}\,\mu ^{1/2}Z^{-1}T_{i}^{1/2}B^{-1}\,{\mbox{cm}}}

плазмадин скин-къатунин кьадар , электромагнитдин чуьллерин плазмадин къенез гьатунин мумкинвал гудай яргъавал:

c / ω p e = 5.31 × 10 5 n e − 1 / 2 cm {\displaystyle c/\omega _{pe}=5.31\times 10^{5}\,n_{e}^{-1/2}\,{\mbox{cm}}}

Дебайдин радиус (Дебайдин яргъивал), электронрин цӀийи кьилелай пай хъувунин кьумекдалди электрик чуьллер экранироват жедай яргъавал :

λ D = ( k T / 4 π n e 2 ) 1 / 2 = 7.43 × 10 2 T 1 / 2 n − 1 / 2 cm {\displaystyle \lambda _{D}=(kT/4\pi ne^{2})^{1/2}=7.43\times 10^{2}\,T^{1/2}n^{-1/2}\,{\mbox{cm}}}

Зарбвилер (скорости)[Дуьзар хъувун | вики-текст дуьзар хъувун]

электрондин чимивилин зарбвал , Максвеллдин пай хъувунин электронрин зарбвилиз къимет гудай формула. Юкьван зарбвал, виридалайни мумкинвал авай тир зарбвал ва юкьванквадратик зарбвал а формуладикай анжах текдин дережадин множителдихъ тавафат жезва:

v T e = ( k T e / m e ) 1 / 2 = 4.19 × 10 7 T e 1 / 2 cm/s {\displaystyle v_{Te}=(kT_{e}/m_{e})^{1/2}=4.19\times 10^{7}\,T_{e}^{1/2}\,{\mbox{cm/s}}}

иондин чимивилин зарбвал, Максвеллдин пай хъувунин ионрин зарбвилиз къимет гудай формула:

v T i = ( k T i / m i ) 1 / 2 = 9.79 × 10 5 μ − 1 / 2 T i 1 / 2 cm/s {\displaystyle v_{Ti}=(kT_{i}/m_{i})^{1/2}=9.79\times 10^{5}\,\mu ^{-1/2}T_{i}^{1/2}\,{\mbox{cm/s}}}

иондин ванцин зарбвал, яргъивилихъди авай иондинни-ванерин лепейрин зарбвал:

c s = ( γ Z k T e / m i ) 1 / 2 = 9.79 × 10 5 ( γ Z T e / μ ) 1 / 2 cm/s {\displaystyle c_{s}=(\gamma ZkT_{e}/m_{i})^{1/2}=9.79\times 10^{5}\,(\gamma ZT_{e}/\mu )^{1/2}\,{\mbox{cm/s}}}

Альфвендин зарбвал, Альфвендин лепейрин зарбвал:

v A = B / ( 4 π n i m i ) 1 / 2 = 2.18 × 10 11 μ − 1 / 2 n i − 1 / 2 B cm/s {\displaystyle v_{A}=B/(4\pi n_{i}m_{i})^{1/2}=2.18\times 10^{11}\,\mu ^{-1/2}n_{i}^{-1/2}B\,{\mbox{cm/s}}}

Кьадаравачир чӀехивилер[Дуьзар хъувун | вики-текст дуьзар хъувун]

электрондинни протондин массайрин гекъигундикай квадратдин пун:

( m e / m p ) 1 / 2 = 2.33 × 10 − 2 = 1 / 42.9 {\displaystyle (m_{e}/m_{p})^{1/2}=2.33\times 10^{-2}=1/42.9}

Дебайдин сферада кӀусарин число:

( 4 π / 3 ) n λ D 3 = 1.72 × 10 9 T 3 / 2 n − 1 / 2 {\displaystyle (4\pi /3)n\lambda _{D}^{3}=1.72\times 10^{9}\,T^{3/2}n^{-1/2}}

Альфвендин зарбвилин эквуьн зарбвилиз гекъигун

v A / c = 7.28 μ − 1 / 2 n i − 1 / 2 B {\displaystyle v_{A}/c=7.28\,\mu ^{-1/2}n_{i}^{-1/2}B}

Электрондин плазмадинни лармордин геренвилерин гекъигун

ω p e / ω c e = 3.21 × 10 − 3 n e 1 / 2 B − 1 {\displaystyle \omega _{pe}/\omega _{ce}=3.21\times 10^{-3}\,n_{e}^{1/2}B^{-1}}

Иондин плазмадинни лармордин геренвилерин гекъигун

ω p i / ω c i = 0.137 μ 1 / 2 n i 1 / 2 B − 1 {\displaystyle \omega _{pi}/\omega _{ci}=0.137\,\mu ^{1/2}n_{i}^{1/2}B^{-1}}

Чимивилиндинни магнитдин энергийрин гекъигун

β = 8 π n k T / B 2 = 4.03 × 10 − 11 n T B − 2 {\displaystyle \beta =8\pi nkT/B^{2}=4.03\times 10^{-11}\,nTB^{-2}}

магнитдин энергиядин иондин секинвилин энергиядиз гекъигун

B 2 / 8 π n i m i c 2 = 26.5 μ − 1 n i − 1 B 2 {\displaystyle B^{2}/8\pi n_{i}m_{i}c^{2}=26.5\,\mu ^{-1}n_{i}^{-1}B^{2}}

Масабдур[Дуьзар хъувун | вики-текст дуьзар хъувун]

Диффузиядин Бомдин коэффициент

D B = ( c k T / 16 e B ) = 5.4 × 10 2 T B − 1 cm 2 / s {\displaystyle D_{B}=(ckT/16eB)=5.4\times 10^{2}\,TB^{-1}\,{\mbox{cm}}^{2}/{\mbox{s}}}

Спитцердин гьяркьуьвилихъди авай аксивал

η ⊥ = 1.15 × 10 − 14 Z ln ⁡ Λ T − 3 / 2 s = 1.03 × 10 − 2 Z ln ⁡ Λ T − 3 / 2 Ω cm {\displaystyle \eta _{\perp }=1.15\times 10^{-14}\,Z\,\ln \Lambda \,T^{-3/2}\,{\mbox{s}}=1.03\times 10^{-2}\,Z\,\ln \Lambda \,T^{-3/2}\,\Omega \,{\mbox{cm}}}

Плазмадин параметрайрин диапазон: чӀехивилин дережа (ЧӀД))
КьетӀенвал	Ччилин плазмаяр	Космосдин плазмаяр
Size метраяр	10⁻⁶ m (лаборатояридин плазма) — 10² m (цӀайлапан) (~8 ЧӀД)	10⁻⁶ m (космик гимидин хъуьруьш) — 10²⁵ m (галактикайринарадин цифеди кьунвайвал) (~31 ЧӀД)
Уьмуьр секундар	10⁻¹² с (лазерди арадиз гъанвай плазма) — 10⁷ с (флюорецентдин эквер) (~19 ЧӀД)	10¹ с (ракъинин ялавар) — 10¹⁷ с (галактикайринарадин плазма) (~16 ЧӀД)
Къалинвал кубдин метрдин кӀусар	10⁷ м⁻³ — 10³² м⁻³ (инерцион кьунвай плазма)	1 м⁻³ (галактикайринарадин арачи) — 10³⁰ м⁻³ (гъетрен хвех)
Ифин Келвиндин дережаяр	~0 K (кристаллдин нейтралтушир плазма^[7]) — 10⁸ K (магнитдин синтездин плазма)	10² K (поляр нур гун) — 10⁷ K (ракъинин хвех)
Матнитдин чуьллер Теслаяр	10⁻⁴ T (лабораториядин плазма) — 10³ T (импулсдин къуватдин плазаa)	10⁻¹² T (галактикайринарадин арачи) — 10¹¹ T (нейтрон хьтин гъетер)

↑ Владимир Жданов Плазма в космосе. Кругосвет. Архивация 22 август 2011. Ахтармишун 21 февраль 2009.
↑ IPPEX Glossary of Fusion Terms. Архивация 8 март 2008.(кьейи элячӀун) Ахтармишун 5 март 2009.
↑ «Plasma and Flames — The Burning Question», from the Coalition for Plasma Science, retrieved 8 November 2012
↑ A. von Engel and J.R. Cozens, «Flame Plasma» in Advances in electronics and electron physics, by L. L. Marton, Academic Press, 1976, ISBN 0120145200, 9780120145201, pp. 99
↑ Peratt, A. L. (1996). «Advances in Numerical Modeling of Astrophysical and Space Plasmas». Astrophysics and Space Science 242 (1–2): 93–163. DOI:10.1007/BF00645112..
↑ See Flashes in the Sky: Earth’s Gamma-Ray Bursts Triggered by Lightning
↑ килиг The Nonneutral Plasma Group at the University of California, San Diego

Plazma — Википедия

Plazma (оригин. PLAZMA) — российская музыкальная группа, работающая в жанрах от синти-попа и евродэнса до поп-рока^[2]. Одна из первых начала исполнять песни исключительно на английском языке для русскоговорящей аудитории^[1].

Бессменными участниками коллектива являются Роман Черницын (вокалист, композитор, автор текстов) и Максим Постельный (клавишник, бэк-вокалист, композитор, аранжировщик), в концертах также периодически принимают участие музыканты Александр Лучков (скрипач, гитарист) и Николай Трофимов (гитарист).

Известность группа приобрела после выпуска первого сингла «Take My Love», который стал активным участником многих радийных чартов. Первые два альбома — Take My Love и 607 — были проданы тиражом более чем в 1 миллион копий. Также Plazma получила премию Попова за наибольшее количество радиоэфиров^[3].

Plazma является участником финала отборочного тура международного конкурса «Евровидение-2009», в котором исполнила композицию «Never Ending Story». Также группа подавала заявку на участие в 2007 и 2010 годах с композициями «Living in the Past» и «Mystery (The Power Within)» соответственно.

История группы

Период Slow Motion

Осенью 1986 года Роман Черницын был принят в качестве вокалиста в музыкальную группу при Доме учителя в городе Волгограде. Также членами коллектива были два его одноклассника — Сергей Стародуб (гитара) и Роман Рыбин (звук) — а также Алексей Воронков (ударные) и Николай Романов (бас-гитара). Руководителем и автором всего музыкального материала был Андрей Трясучёв.

В 1990 году коллектив распался. Трое бывших участников: Роман Черницын, Максим Постельный и Николай Романов — создали группу Slow Motion («Медленное движение»), взяв в качестве названия одну из песен Modern Talking с их альбома «In The Garden Of Venus». Уже тогда членами коллектива было принято решение, что все песни из репертуара будут исполняться только на английском языке^[4]. По словам самих музыкантов, это объясняется тем, что они являются поклонниками западной прогрессивной музыки, основная часть которой исполняется на английском языке и стремлением показать, что в России тоже могут делать качественную музыку.

В любой стране существуют англоязычные группы — в Швеции — около 45%, в Германии — 25%, и это нормально. В России пока никто не поет на английском, мы стали первыми.

В том же году в студии Волгоградского училища культуры группа записала основную часть всего музыкального материала для своего первого альбома, записанного с аранжировщиком Андреем Жигуновым и звукорежиссёром Вячеславом Тимировым. Альбом Falling In Love («Влюбляясь») вышел в 1991 году. К тому времени группу уже покинул Николай Романов. В том же году на две композиции из первого альбома, одна из которых называлась Hungry for Love, при участии коллектива кабельного телевидения «Юг России» были сняты видеоклипы. С материалом первого альбома группа не раз выступала перед публикой. Работа Slow Motion была отмечена на волгоградских фестивалях: на I рок-старте в 1991 году коллектив занял второе место, на II рок-старте в 1992 году — первое.

В период со второй половины 1992 по начало 1993 года из-за творческого бездействия группы, Черницын устроился работать на завод «Спецэнергоремонт», а Постельный продолжал учиться в училище искусств. После того, как кассета с записями Slow Motion попала в руки на тот момент генерального директора внешнеторгового дома «Хелп» Сергея Ивановича Олейника, Олейник решил спонсировать дуэт и оказывать им всяческую поддержку. Вскоре группа получила приглашение принять участие в программе «Звёздный дождь» на телеканале РТР.

После этого у Slow Motion появился свой продюсер^[4]. Им стал Анатолий Аболихин, который работал с Дмитрием Маликовым. В 1993 году группа перезаписала несколько старых и записала ещё несколько новых песен в Волгоградских студиях. В Москве была записана обновлённая версия Take My Love. Режиссёром Михаилом Макаренковым был снят клип на песню Climb any hill.

Во время своего творческого отпуска, в котором находилась группа, начиная с 1994 года, Черницын и Постельный стали работать на студии радиостанции «Магнат», основанной Олейником.

В 1995 году Черницын был приглашён в качестве временного вокалиста в рок-группу Casus Belli, заменив покинувшего коллектив Николая Крупатина. Результатом сотрудничества стал альбом Vae Victis!.. («Горе побеждённым»). Находясь в составе группы, Черницын исполнил две песни на русском языке^[4]. Композиция I’m Out была записана уже как дуэт групп Casus Belli и Slow Motion. Сотрудничество с Casus Belli продолжалось до конца 1996 года.

[4], но предложили им прежде перепеть несколько песен на русском и взять русское название. В итоге название осталось тем же, но к двум композициям — Take My Love и Jump In My Car — были написаны русские тексты. Успеха этот эксперимент не имел^[4].

В марте 1998 года был дописан альбом Prologue. Наконец подготовив полноценную программу, члены группы решили переехать в Москву. Прежде чем окончательно покинуть Волгоград, коллектив решил провести сольный концерт. Но, боясь, что существующего материала будет недостаточно для реализации задуманного, Slow Motion выступили в Доме офицеров вместе с домом моды «Харита». По идее, показ моделей этого дома должен был проходить в перерывах между исполнениями песен, что существенно увеличило концертную программу. Мероприятие прошло с аншлагом

[4].

Но после событий августа 1998 года переезд в Москву пришлось отложить. В декабре 1998 года альбом Prologue был выпущен в продажу. В него вошло 10 композиций, записанных в период с декабря 1996 по март 1998 годов, Take My Love образца 1994 года, а также композиция In My Little Room, в записи которой принимал участие бывший гитарист групп «Атолл» и «Хозяин ключа» Игорь Колобов.

После того как ситуация в стране стала постепенно стабилизироваться в конце января — начале февраля 1999 года дуэт переехал в Москву. В первое время пребывания в столице Максим Постельный работал звукорежиссёром на радио «Европа Плюс».

В 1999 году коллектив подписал контракт с Дмитрием Маликовым, который являлся их продюсером на протяжении последующих пяти лет. В том же году было изменено название группы на Plazma. Как объясняют сами участники коллектива, это было сделано для того, чтобы найти «яркое» и легко запоминающееся название^[1]:

Просто мы искали яркое слово, которое звучало бы одинаково на всех языках и сразу запоминалось.

Период Plazma

Начала группа Plazma свою всероссийскую карьеру с сингла «Take My Love», написанного Романом и Максимом очень давно и перепетой на новый, современный лад. В 2000 году этот трек разрывал радио-чарты страны.

14 декабря 2000 года группа Plazma выпускает свой дебютный альбом под знакомым названием Take My Love. Сразу же после выхода диск стал лидером продаж по России. Популярность группы росла с огромной скоростью не только в родной стране, но и за её пределами. Plazma побывала с гастролями почти во всех странах ближнего зарубежья. В этом же году были сняты два клипа — «Take My Love» и «The Sweetest Surrender» (режиссёр Филипп Янковский).

В конце 2001 года был снят третий клип группы на композицию «Lonely». Съёмки проходили в узбекском ресторане «Ходжа Насреддин» при участии кошек породы «русская голубая» и очаровательных девушек. Следующим творением группы стала композиция «You’ll Never Meet an Angel», на которую в августе 2002 года был снят четвёртый видеоролик. По замыслу режиссёра Олега Гусева, в клипе принял участие и сам продюсер группы Plazma Дмитрий Маликов в роли некоего босса, который курит сигару и держит свою личность в тайне от посторонних глаз. В результате получился настоящий боевик.

В конце 2002 года выходит второй альбом под загадочным названием 607, смысл которого до сих пор остается тайной. В отличие от танцевального «Take My Love», в стилистике «607» преобладает серьёзная музыка. Альбом очень лиричен, и песни явились настоящим шагом вперед в творчестве группы.

В начале 2003 года Роман и Максим приглашают в свой коллектив гитариста Николая Трофимова, с которым ребята знакомы ещё по совместным волгоградским проектам (таким как Slow Motion и Casus Belli). География гастрольного тура ещё более расширилась — группа побывала во Вьетнаме, а также во многих европейских странах: Финляндии, Франции, Прибалтике.

Предпосылкам третьего альбома под названием Black & White стала пронзительная лирическая баллада «Save». Главным хитом из альбома стал трек «Black Would Be White». На сингл «One Life» был снят клип. Его режиссёр Кевин Джексон снял красивую историю спасения больной девушки, которая лежит в стеклянной камере, изолированная от мира, и надеется лишь на чудо. И, конечно же, этим чудом, побеждающим смерть, становится Любовь. Большой интерес к композиции «Living in the Past» проявили иностранные диджеи — на этот трек было создано огромное количество ремиксов.

В 2007 году группа записала свою вторую композицию на русском языке — «Бумажное небо» совместно с Алёной Водонаевой. Вопреки распространённому мнению, участницей группы Алёна не являлась^[5]. Первой была русскоязычная версия песни «Black Would Be White» — «И даже светом станет тьма…»

В начале 2009 года Plazma проходит в финал отборочного тура «Евровидение 2009» с песней «Never Ending Story», но победа досталась другому участнику. В конце того же года был записан трек «The Real Song».

Также в конце 2009 года выходит композиция «Mystery (The Power Within)». В марте 2010 года был снят клип на эту песню, презентация которого состоялась в клубе «XXXX» (г. Москва, филиал МосConcert). В июне 2011 года вышла композиция группы под названием «Angel of Snow»^[6], релиз которой в качестве сингла состоялся 28 марта 2012 года^[7]. 30 октября 2013 года группа выпустила очередной сингл — «Black Leather Boys»^[8]. В ноябре 2014 года в эфире радиостанции «Пионер FM» прозвучала композиция «Lucky Rider», которая стала доступна в качестве сингла 15 июня 2015 года^[9]. 21 августа того же года на радиостанции «Кекс FM» состоялась премьера композиции «Tame Your Ghosts»^[10], вышедшей в качестве сингла 31 августа^[11]. 8 декабря 2017 года вышел в свет четвёртый альбом под названием Indian Summer^[12].

Участники

Основной состав

Дополнительный концертный состав

Бывшие участники

Дискография

Альбомы

Сборники и переиздания

Синглы

2000 — Take My Love
2000 — The Sweetest Surrender
2001 — Jump in My Car
2001 — Fading like a Rose
2001 — Lonely
2002 — You’ll Never Meet an Angel
2003 — A Bit of Perfection
2004 — Lonely II
2005 — One Life
2005 — One of a Kind
2006 — Save

2006 — Black Would Be White
2008 — Never Ending Story
2009 — The Real Song
2010 — Mystery (The Power Within)
2010 — Living in the Past^[15]
2012 — Angel of Snow^[7]
2013 — Black Leather Boys^[8]
2015 — Lucky Rider^[9]
2015 — Tame Your Ghosts^[11]
2018 — Rescue Me (совместно с Mish)^[16]

Видеоклипы

Примечания

Ссылки

Плазма — Вікіпедыя

Пла́зма (ад грэч.: πλάσμα «вылепленае», «аформленае») — чацвёрты агрэгатны стан рэчыва, які характарызуецца высокай ступенню іанізацыі яго часціц пры роўнасці канцэнтрацый дадатна і адмоўна зараджаных часціц.

Плазма, якая ўтрымлівае электроны і дадатныя іоны, называюць электронна-іоннай. Калі ў плазме побач з зараджанымі часціцамі маюцца і нейтральныя малекулы, то яе называюць часткова іанізаванай. Плазма, якая складаецца толькі з зараджаных часціц, называюць цалкам іанізаванай.

У маштабах Сусвету плазма — найбольш распаўсюджаны агрэгатны стан рэчыва. З яе складаюцца Сонца, зоркі, верхнія пласты атмасферы і радыяцыйныя паясы Зямлі. Паўночныя ззянні і святло ў люмінесцэнтных лямпах з’яўляюцца вынікам працэсаў, якія адбываюцца ў плазме.

Плазма шырока ўжываецца ў вытворчасці пры рэзцы і шліфоўцы металаў, траўленні розных паверхняў, увядзенні легіруючых дадаткаў у паўправаднікі, нанясенні ахоўных і ўмацоўных пакрыццяў.

Перспектывы выкарыстання плазмы навукоўцы звязваюць з новымі спосабамі вытворчасці энергіі: магнітагідрадынамічнае (МГД) пераўтварэнне ўнутранай энергіі ў электрычную і кіраваная тэрмаядзерная рэакцыя сінтэзу.

У МГД-генератары механічная энергія струменя электраправоднай вадкасці (ці газу) пераўтвараецца ў электрычную.

Высокатэмпературная плазма, якая вынiкае з тэрмічнай іянізацыі, з’яўляецца раўнаважкай або, іншымі словамі, ізатэрмічны плазмай. Ступень яе іянізацыі вельмі вялікая, дзякуючы чаму яна з’яўляецца вельмі добрым правадыром — праводнасць высокатэмпературнай плазмы супастаўная з праводнасцю металаў.

Высокатэмпературная плазма з’яўляецца генератарам прамяністай энергіі. Спектр яе істотна адрозніваецца ад спектру абсалютна чорнага цела. У спектры плазмы прысутнічаюць тармазныя выпраменьвання, абумоўленае тармажэннем электронаў у поле іёнаў рекомбинационное выпраменьванне, абавязаная працэсу адукацыі нейтральных атамаў з іёнаў і электронаў, а таксама выпраменьванне узбуджаных іёнаў і атамаў. Акрамя таго, згаданае вышэй ларморовское кручэнне электронаў у магнітным полі прыводзіць да так званага Бэтатрон выпраменьвання.^[1]

Упершыню плазма была распазнана і апісана ў 1879 годзе Уільямам Круксам, які назіраў яе ў адмысловай трубцы ^be_en і назваў плазму «прамяністай матэрыяй» (англ.: radiant matter)^[2]. Назву «плазма» прапанаваў Ірвінг Ленгмюр у 1928 годзе^[3], магчыма таму што яркі разрад, запаўняючы аб’ём трубкі, прымаў яе форму (грэч.: πλάσμα — вылепленае, адлітае, адфармаванае)^[4]. Лангмюр апісаў свае назіранні так:

За выключэннем вобласці каля электродаў, дзе ёсць «абалонкі», у якіх вельмі мала электронаў, іанізаваны газ утрымлівае іоны і электроны ў прыкладна роўных колькасцях, так што выніковы прасторавы зарад вельмі малы. Мы будзем карыстацца словам «плазма» для апісання гэтай вобласці з ураўнаважанымі зарадамі іонаў і электронаў.
Арыгінальны тэкст (англ.)
Except near the electrodes, where there are sheaths containing very few electrons, the ionized gas contains ions and electrons in about equal numbers so that the resultant space charge is very small. We shall use the name plasma to describe this region containing balanced charges of ions and electrons.^[3]

Уласцівасці плазмы ў знешніх палях апісваюцца кінетычным ураўненнем Больцмана (гл. кінетычная тэорыя газаў) і сістэмай ураўненняў Максвела, у якія ўваходзяць самаўзгодненыя (пэўным спосабам усярэдненыя) электрычныя і магнітныя палі. Калі ўласна плазменныя эфекты неістотныя, карыстаюцца больш грубымі прыбліжэннямі магнітнай гідрадынамікі. Многія ўласцівасці, характэрныя для плазмы, маюць таксама сукупнасці носьбітаў зараду ў паўправадніках і металах; іх асаблівасць — магчымасць існавання пры нізкіх (для газавай плазмы) тэмпературах — пакаёвай і ніжэй.

Усе велічыні дадзены ў Гаўсавых СГС адзінках за выключэннем тэмпературы, якая дадзена ў эВ і масы іонаў, якая дадзена ў адзінках масы пратона μ = m i / m p {\displaystyle \mu =m_{i}/m_{p}} ; Z — зарадны лік; k — пастаянная Больцмана; λ — даўжыня хвалі; γ — адыябатычны індэкс; ln Λ — Кулонаўскі лагарыфм.

Частоты[правіць | правіць зыходнік]

Лармарава частата электрона, вуглавая частата кругавога руху электрона ў плоскасці перпендыкулярнай магнітнаму полю:

ω c e = e B / m e c = 1.76 × 10 7 B s − 1 {\displaystyle \omega _{ce}=eB/m_{e}c=1.76\times 10^{7}Bs^{-1}}

Лармарава частата іона, вуглавая частата кругавога руху іона ў плоскасці перпендыкулярнай магнітнаму полю:

ω c i = e B / m i c = 9.58 × 10 3 Z μ − 1 B s − 1 {\displaystyle \omega _{ci}=eB/m_{i}c=9.58\times 10^{3}Z\mu ^{-1}B{\mbox{s}}^{-1}}

плазменная частата (частата плазменных ваганняў), частата з якой электроны вагаюцца каля становішча раўнавагі, быўшы зрушанымі адносна іонаў:

ω p e = ( 4 π n e e 2 / m e ) 1 / 2 = 5.64 × 10 4 n e 1 / 2 s − 1 {\displaystyle \omega _{pe}=(4\pi n_{e}e^{2}/m_{e})^{1/2}=5.64\times 10^{4}n_{e}^{1/2}{\mbox{s}}^{-1}}

іонная плазменная частата:

ω p i = ( 4 π n i Z 2 e 2 / m i ) 1 / 2 = 1.32 × 10 3 Z μ − 1 / 2 n i 1 / 2 s − 1 {\displaystyle \omega _{pi}=(4\pi n_{i}Z^{2}e^{2}/m_{i})^{1/2}=1.32\times 10^{3}Z\mu ^{-1/2}n_{i}^{1/2}{\mbox{s}}^{-1}}

частата сутыкненняў электронаў

ν e = 2.91 × 10 − 6 n e ln ⁡ Λ T e − 3 / 2 s − 1 {\displaystyle \nu _{e}=2.91\times 10^{-6}n_{e}\,\ln \Lambda \,T_{e}^{-3/2}{\mbox{s}}^{-1}}

частата сутыкненняў іонаў

ν i = 4.80 × 10 − 8 Z 4 μ − 1 / 2 n i ln ⁡ Λ T i − 3 / 2 s − 1 {\displaystyle \nu _{i}=4.80\times 10^{-8}Z^{4}\mu ^{-1/2}n_{i}\,\ln \Lambda \,T_{i}^{-3/2}{\mbox{s}}^{-1}}

Даўжыні[правіць | правіць зыходнік]

Дэ-Бройлева даўжыня хвалі электрона, даўжыня хвалі электрона ў квантавай механіцы:

λ − = ℏ / ( m e k T e ) 1 / 2 = 2.76 × 10 − 8 T e − 1 / 2 cm {\displaystyle \lambda \!\!\!\!-=\hbar /(m_{e}kT_{e})^{1/2}=2.76\times 10^{-8}\,T_{e}^{-1/2}\,{\mbox{cm}}}

мінімальная адлегласць збліжэння ў класічным выпадку — мінімальная адлегласць, на якую могуць зблізіцца дзве зараджаныя часціцы пры лабавым сутыкненні і пачатковай скорасці, якая адпавядае тэмпературы часціц, калі не ўлічваць квантава-механічныя эфекты:

e 2 / k T = 1.44 × 10 − 7 T − 1 cm {\displaystyle e^{2}/kT=1.44\times 10^{-7}\,T^{-1}\,{\mbox{cm}}}

гірамагнітны радыус электрона, радыус кругавога руху электрона ў плоскасці, перпендыкулярнай магнітнаму полю:

r e = v T e / ω c e = 2.38 T e 1 / 2 B − 1 cm {\displaystyle r_{e}=v_{Te}/\omega _{ce}=2.38\,T_{e}^{1/2}B^{-1}\,{\mbox{cm}}}

гірамагнітны радыус іона, радыус кругавога руху іона ў плоскасці перпендыкулярнай магнітнаму полю:

r i = v T i / ω c i = 1.02 × 10 2 μ 1 / 2 Z − 1 T i 1 / 2 B − 1 cm {\displaystyle r_{i}=v_{Ti}/\omega _{ci}=1.02\times 10^{2}\,\mu ^{1/2}Z^{-1}T_{i}^{1/2}B^{-1}\,{\mbox{cm}}}

памер скін-слоя плазмы — адлегласць, на якую электрамагнітныя хвалі могуць пранікаць у плазму:

c / ω p e = 5.31 × 10 5 n e − 1 / 2 cm {\displaystyle c/\omega _{pe}=5.31\times 10^{5}\,n_{e}^{-1/2}\,{\mbox{cm}}}

Радыус Дэбая (даўжыня Дэбая) — адлегласць, на якую электрычныя палі экраніруюцца за кошт пераразмеркавання электронаў:

λ D = ( k T / 4 π n e 2 ) 1 / 2 = 7.43 × 10 2 T 1 / 2 n − 1 / 2 cm {\displaystyle \lambda _{D}=(kT/4\pi ne^{2})^{1/2}=7.43\times 10^{2}\,T^{1/2}n^{-1/2}\,{\mbox{cm}}}

Скорасці[правіць | правіць зыходнік]

цеплавая скорасць электрона, формула для ацэнкі скорасці электронаў пры размеркаванні Максвела. Сярэдняя скорасць, найбольш імаверная скорасць і сярэднеквадратычная скорасць адрозніваюцца ад гэтага выраза толькі пастаяннымі множнікамі парадку адзінкі:

v T e = ( k T e / m e ) 1 / 2 = 4.19 × 10 7 T e 1 / 2 cm/s {\displaystyle v_{Te}=(kT_{e}/m_{e})^{1/2}=4.19\times 10^{7}\,T_{e}^{1/2}\,{\mbox{cm/s}}}

v T i = ( k T i / m i ) 1 / 2 = 9.79 × 10 5 μ − 1 / 2 T i 1 / 2 cm/s {\displaystyle v_{Ti}=(kT_{i}/m_{i})^{1/2}=9.79\times 10^{5}\,\mu ^{-1/2}T_{i}^{1/2}\,{\mbox{cm/s}}}

скорасць іоннага гуку, скорасць падоўжных іонна-гукавых хваль:

c s = ( γ Z k T e / m i ) 1 / 2 = 9.79 × 10 5 ( γ Z T e / μ ) 1 / 2 cm/s {\displaystyle c_{s}=(\gamma ZkT_{e}/m_{i})^{1/2}=9.79\times 10^{5}\,(\gamma ZT_{e}/\mu )^{1/2}\,{\mbox{cm/s}}}

v A = B / ( 4 π n i m i ) 1 / 2 = 2.18 × 10 11 μ − 1 / 2 n i − 1 / 2 B cm/s {\displaystyle v_{A}=B/(4\pi n_{i}m_{i})^{1/2}=2.18\times 10^{11}\,\mu ^{-1/2}n_{i}^{-1/2}B\,{\mbox{cm/s}}}

Безразмерныя велічыні[правіць | правіць зыходнік]

квадратны корань з адносіны мас электрона і пратона:

( m e / m p ) 1 / 2 = 2.33 × 10 − 2 = 1 / 42.9 {\displaystyle (m_{e}/m_{p})^{1/2}=2.33\times 10^{-2}=1/42.9}

Лік часціц у сферы Дэбая:

( 4 π / 3 ) n λ D 3 = 1.72 × 10 9 T 3 / 2 n − 1 / 2 {\displaystyle (4\pi /3)n\lambda _{D}^{3}=1.72\times 10^{9}\,T^{3/2}n^{-1/2}}

адносіна Альфвенаўскай скорасці да скорасці святла

v A / c = 7.28 μ − 1 / 2 n i − 1 / 2 B {\displaystyle v_{A}/c=7.28\,\mu ^{-1/2}n_{i}^{-1/2}B}

адносіна плазменнай і лармараўскай частот для электрона

ω p e / ω c e = 3.21 × 10 − 3 n e 1 / 2 B − 1 {\displaystyle \omega _{pe}/\omega _{ce}=3.21\times 10^{-3}\,n_{e}^{1/2}B^{-1}}

адносіна плазменнай і лармараўскай частот для іона

ω p i / ω c i = 0.137 μ 1 / 2 n i 1 / 2 B − 1 {\displaystyle \omega _{pi}/\omega _{ci}=0.137\,\mu ^{1/2}n_{i}^{1/2}B^{-1}}

адносіна цеплавой і магнітнай энергій

β = 8 π n k T / B 2 = 4.03 × 10 − 11 n T B − 2 {\displaystyle \beta =8\pi nkT/B^{2}=4.03\times 10^{-11}\,nTB^{-2}}

адносіна магнітнай энергіі да энергіі спакою іонаў

B 2 / 8 π n i m i c 2 = 26.5 μ − 1 n i − 1 B 2 {\displaystyle B^{2}/8\pi n_{i}m_{i}c^{2}=26.5\,\mu ^{-1}n_{i}^{-1}B^{2}}

Іншае[правіць | правіць зыходнік]

Бомаўскі каэфіцыент дыфузіі

D B = ( c k T / 16 e B ) = 5.4 × 10 2 T B − 1 cm 2 / s {\displaystyle D_{B}=(ckT/16eB)=5.4\times 10^{2}\,TB^{-1}\,{\mbox{cm}}^{2}/{\mbox{s}}}

Папярочнае супраціўленне Спітцэра

Зноскі

↑ Высокатэмпературная плазма http://www.ngpedia.ru/id257887p1.html
↑ Крукс прачытаў лекцыю ў Брытанскай навуковай асацыяцыі, у Шэффілдзе, у пятніцу, 22 жніўня 1879 [1] [2]
↑ ^3,0 ^3,1 Langmuir, I. (1928). «Oscillations in Ionized Gases». Proceedings of the National Academy of Sciences 14 (8): 627. doi:10.1073/pnas.14.8.627.
↑ Brown, Sanborn C. (1978). «Chapter 1: A Short History of Gaseous Electronics». in HIRSH, Merle N. e OSKAM, H. J.. Gaseous Electronics. 1. Academic Press. ISBN 978-0-12-349701-7.

Плазма // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш.. — Мн.: БелЭн, 2001. — Т. 12: Палікрат — Праметэй. С. 400—401.
Арцимович Л. А. Элементарная физика плазмы. 3 изд. М., 1969.
Трубников Б. А. Введение в теорию плазмы. Ч. 1—3. М., 1969—78.
Основы физики плазмы. Т. 1—2. М., 1983—84.
Чен Ф. Ф. Введение в физику плазмы: Пер. с англ. М., 1987.

Плазма — это… Что такое Плазма?

Плазменная лампа, иллюстрирующая некоторые из наиболее сложных плазменных явлений, включая филаментацию. Свечение плазмы обусловлено переходом электронов из высокоэнергетического состояния в состояние с низкой энергией после рекомбинации с ионами. Этот процесс приводит к излучению со спектром, соответствующим возбуждаемому газу.

Пла́зма (от греч. πλάσμα «вылепленное», «оформленное») — частично или полностью ионизированный газ, образованный из нейтральных атомов (или молекул) и заряженных частиц (ионов и электронов). Важнейшей особенностью плазмы является ее квазинейтральность, это означает, что объемные плотности положительных и отрицательных заряженных частиц, из которых она образована, оказываются почти одинаковыми. Плазма иногда называется четвёртым (после твёрдого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества.

Слово «ионизированный» означает, что от электронных оболочек значительной части атомов или молекул отделён по крайней мере один электрон. Слово «квазинейтральный» означает, что, несмотря на наличие свободных зарядов (электронов и ионов), суммарный электрический заряд плазмы приблизительно равен нулю. Присутствие свободных электрических зарядов делает плазму проводящей средой, что обуславливает её заметно большее (по сравнению с другими агрегатными состояниями вещества) взаимодействие с магнитным и электрическим полями. Четвёртое состояние вещества было открыто У. Круксом в 1879 году и названо «плазмой» И. Ленгмюром в 1928 году, возможно из-за ассоциации с плазмой крови. Ленгмюр писал:

Исключая пространство около электродов, где обнаруживается небольшое количество электронов, ионизированный газ содержит ионы и электроны практически в одинаковых количествах, в результате чего суммарный заряд системы очень мал. Мы используем термин «плазма», чтобы описать эту в целом электрически нейтральную область, состоящую из ионов и электронов.

Философы античности, начиная с Эмпедокла, утверждали, что мир состоит из четырёх стихий: земли, воды, воздуха и огня. Это положение с учётом некоторых допущений укладывается в современное научное представление о четырёх агрегатных состояниях вещества, причем плазме, очевидно, соответствует огонь.^[1] Свойства плазмы изучает физика плазмы.

Формы плазмы

По сегодняшним представлениям, фазовым состоянием большей части вещества (по массе ок. 99,9 %) во Вселенной является плазма.^[2] Все звёзды состоят из плазмы, и даже пространство между ними заполнено плазмой, хотя и очень разреженной (см. межзвездное пространство). К примеру, планета Юпитер сосредоточила в себе практически все вещество Солнечной системы, находящееся в «неплазменном» состоянии (жидком, твердом и газообразном). При этом масса Юпитера составляет всего лишь около 0,1 % массы Солнечной системы, а объём — и того меньше: всего 10⁻¹⁵ %. При этом мельчайшие частицы пыли, заполняющие космическое пространство и несущие на себе определенный электрический заряд, в совокупности могут быть рассмотрены как плазма, состоящая из сверхтяжелых заряженных ионов (см. пылевая плазма).

Свойства и параметры плазмы

Определение плазмы

Плазма — частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы.^[4] Не всякую систему заряженных частиц можно назвать плазмой. Плазма обладает следующими свойствами:^[5]^[6]^[7]

Достаточная плотность: заряженные частицы должны находиться достаточно близко друг к другу, чтобы каждая из них взаимодействовала с целой системой близкорасположенных заряженных частиц. Условие считается выполненным, если число заряженных частиц в сфере влияния (сфера радиусом Дебая) достаточно для возникновения коллективных эффектов (подобные проявления — типичное свойство плазмы). Математически это условие можно выразить так:

, где — концентрация заряженных частиц.

Приоритет внутренних взаимодействий: радиус дебаевского экранирования должен быть мал по сравнению с характерным размером плазмы. Этот критерий означает, что взаимодействия, происходящие внутри плазмы более значительны по сравнению с эффектами на её поверхности, которыми можно пренебречь. Если это условие соблюдено, плазму можно считать квазинейтральной. Математически оно выглядит так:

Плазменная частота: среднее время между столкновениями частиц должно быть велико по сравнению с периодом плазменных колебаний. Эти колебания вызываются действием на заряд электрического поля, возникающего из-за нарушения квазинейтральности плазмы. Это поле стремится восстановить нарушенное равновесие. Возвращаясь в положение равновесия, заряд проходит по инерции это положение, что опять приводит к появлению сильного возвращающего поля, возникают типичные механические колебания.^[8] Когда данное условие соблюдено, электродинамические свойства плазмы преобладают над молекулярно-кинетическими. На языке математики это условие имеет вид:

Классификация

Плазма обычно разделяется на идеальную и неидеальную, низкотемпературную и высокотемпературную, равновесную и неравновесную, при этом довольно часто холодная плазма бывает неравновесной, а горячая равновесной.

Температура

При чтении научно-популярной литературы читатель зачастую видит значения температуры плазмы порядка десятков, сотен тысяч или даже миллионов °С или К. Для описания плазмы в физике удобно измерять температуру не в °С, а в единицах измерения характерной энергии движения частиц, например, в электрон-вольтах (эВ). Для перевода температуры в эВ можно воспользоваться следующим соотношением: 1 эВ = 11600 K (Кельвин). Таким образом становится понятно, что температура в «десятки тысяч °С» достаточно легко достижима.

В неравновесной плазме электронная температура существенно превышает температуру ионов. Это происходит из-за различия в массах иона и электрона, которое затрудняет процесс обмена энергией. Такая ситуация встречается в газовых разрядах, когда ионы имеют температуру около сотен, а электроны около десятков тысяч K.

В равновесной плазме обе температуры равны. Поскольку для осуществления процесса ионизации необходимы температуры, сравнимые с потенциалом ионизации, равновесная плазма обычно является горячей (с температурой больше нескольких тысяч K).

Понятие высокотемпературная плазма употребляется обычно для плазмы термоядерного синтеза, который требует температур в миллионы K.

Степень ионизации

Для того, чтобы газ перешел в состояние плазмы, его необходимо ионизировать. Степень ионизации пропорциональна числу атомов, отдавших или поглотивших электроны, и больше всего зависит от температуры. Даже слабо ионизированный газ, в котором менее 1 % частиц находятся в ионизированном состоянии, может проявлять некоторые типичные свойства плазмы (взаимодействие с внешним электромагнитным полем и высокая электропроводность). Степень ионизации α определяется как α = n_i/(n_i + n_a), где n_i — концентрация ионов, а n_a — концентрация нейтральных атомов. Концентрация свободных электронов в незаряженной плазме n_e определяется очевидным соотношением: n_e=<Z> n_i, где <Z> — среднее значение заряда ионов плазмы.

Для низкотемпературной плазмы характерна малая степень ионизации (до 1 %). Так как такие плазмы довольно часто употребляются в технологических процессах, их иногда называют технологичными плазмами. Чаще всего их создают при помощи электрических полей, ускоряющих электроны, которые в свою очередь ионизируют атомы. Электрические поля вводятся в газ посредством индуктивной или емкостной связи (см. индуктивно-связанная плазма). Типичные применения низкотемпературной плазмы включают плазменную модификацию свойств поверхности (алмазные пленки, нитридирование металлов, изменение смачиваемости), плазменное травление поверхностей (полупроводниковая промышленность), очистку газов и жидкостей (озонирование воды и сжигание частичек сажи в дизельных двигателях).

Горячая плазма почти всегда полностью ионизирована (степень ионизации ~100 %). Обычно именно она понимается под «четвертым агрегатным состоянием вещества». Примером может служить Солнце.

Плотность

Помимо температуры, которая имеет фундаментальную важность для самого существования плазмы, вторым наиболее важным свойством плазмы является плотность. Словосочетание плотность плазмы обычно обозначает плотность электронов, то есть число свободных электронов в единице объёма (строго говоря, здесь, плотностью называют концентрацию — не массу единицы объёма, а число частиц в единице объёма). В квазинейтральной плазме плотность ионов связана с ней посредством среднего зарядового числа ионов : . Следующей важной величиной является плотность нейтральных атомов . В горячей плазме мала, но может тем не менее быть важной для физики процессов в плазме. При рассмотрении процессов в плотной, неидеальной плазме характерным параметром плотности становится , который определяется как отношение среднего межчастичного расстояния к радиусу Бора.

Квазинейтральность

Так как плазма является очень хорошим проводником, электрические свойства имеют важное значение. Потенциалом плазмы или потенциалом пространства называют среднее значение электрического потенциала в данной точке пространства. В случае если в плазму внесено какое-либо тело, его потенциал в общем случае будет меньше потенциала плазмы вследствие возникновения дебаевского слоя. Такой потенциал называют плавающим потенциалом. По причине хорошей электрической проводимости плазма стремится экранировать все электрические поля. Это приводит к явлению квазинейтральности — плотность отрицательных зарядов с хорошей точностью равна плотности положительных зарядов (). В силу хорошей электрической проводимости плазмы разделение положительных и отрицательных зарядов невозможно на расстояниях больших дебаевской длины и временах больших периода плазменных колебаний.

Примером неквазинейтральной плазмы является пучок электронов. Однако плотность не-нейтральных плазм должна быть очень мала, иначе они быстро распадутся за счёт кулоновского отталкивания.

Отличия от газообразного состояния

Плазму часто называют четвертым состоянием вещества. Она отличается от трёх менее энергетичных агрегатных состояний материи, хотя и похожа на газовую фазу тем, что не имеет определённой формы или объёма. До сих пор идёт обсуждение того, является ли плазма отдельным агрегатным состоянием, или же просто горячим газом. Большинство физиков считает, что плазма является чем-то большим, чем газ по причине следующих различий:

Свойство	Газ	Плазма
Электрическая проводимость	Крайне мала К примеру, воздух является превосходным изолятором до тех пор, пока не переходит в плазменное состояние под действием внешнего электрического поля напряженностью в 30 киловольт на сантиметр.^[9]	Очень высока Несмотря на то, что при протекании тока возникает хотя и малое, но тем не менее конечное падение потенциала, во многих случаях электрическое поле в плазме можно считать равным нулю. Градиенты плотности, связанные с наличием электрического поля, могут быть выражены через распределение Больцмана. Возможность проводить токи делает плазму сильно подверженной влиянию магнитного поля, что приводит к возникновению таких явлений как филаментирование, появление слоев и струй. Типичным является наличие коллективных эффектов, так как электрические и магнитные силы являются дальнодействующими и гораздо сильнее, чем гравитационные.
Число сортов частиц	Один Газы состоят из подобных друг другу частиц, которые находятся в тепловом движении, а также движутся под действием гравитации, а друг с другом взаимодействуют только на сравнительно небольших расстояниях.	Два, или три, или более Электроны, ионы и нейтральные частицы различаются знаком эл. заряда и могут вести себя независимо друг от друга — иметь разные скорости и даже температуры, что служит причиной появления новых явлений, например волн и неустойчивостей.
Распределение по скоростям	Максвелловское Столкновения частиц друг с другом приводит к максвелловскому распределению скоростей, согласно которому очень малая часть молекул газа имеют относительно большие скорости движения.	Может быть немаксвелловское Электрические поля имеют другое влияние на скорости частиц чем столкновения, которые всегда ведут к максвеллизации распределения по скоростям. Зависимость сечения кулоновских столкновений от скорости может усиливать это различие, приводя к таким эффектам, как двухтемпературные распределения и убегающие электроны.
Тип взаимодействий	Бинарные Как правило двухчастичные столкновения, трёхчастичные крайне редки.	Коллективные Каждая частица взаимодействует сразу со многими. Эти коллективные взаимодействия имеют гораздо большее влияние чем двухчастичные.

Сложные плазменные явления

Хотя основные уравнения, описывающие состояния плазмы, относительно просты, в некоторых ситуациях они не могут адекватно отражать поведение реальной плазмы: возникновение таких эффектов — типичное свойство сложных систем, если использовать для их описания простые модели. Наиболее сильное различие между реальным состоянием плазмы и её математическим описанием наблюдается в так называемых пограничных зонах, где плазма переходит из одного физического состояния в другое (например, из состояния с низкой степенью ионизации в высокоионизационное). Здесь плазма не может быть описана с использованием простых гладких математических функций или с применением вероятностного подхода. Такие эффекты как спонтанное изменение формы плазмы являются следствием сложности взаимодействия заряженных частиц, из которых состоит плазма. Подобные явления интересны тем, что проявляются резко и не являются устойчивыми. Многие из них были изначально изучены в лабораториях, а затем были обнаружены во Вселенной.

Математическое описание

Плазму можно описывать на различных уровнях детализации. Обычно плазма описывается отдельно от электромагнитных полей. Совместное описание проводящей жидкости и электромагнитных полей даётся в теории магнитогидродинамических явлений или МГД теории.

Флюидная (жидкостная) модель

Во флюидной модели электроны описываются в терминах плотности, температуры и средней скорости. В основе модели лежат: уравнение баланса для плотности, уравнение сохранения импульса, уравнение баланса энергии электронов. В двухжидкостной модели таким же образом рассматриваются ионы.

Кинетическое описание

Иногда жидкостная модель оказывается недостаточной для описания плазмы. Более подробное описание даёт кинетическая модель, в которой плазма описывается в терминах функции распределения электронов по координатам и импульсам. В основе модели лежит уравнение Больцмана. Уравнение Больцмана неприменимо для описания плазмы заряженных частиц с кулоновским взаимодействием вследствие дальнодействующего характера кулоновских сил. Поэтому для описания плазмы с кулоновским взаимодействием используется уравнение Власова с самосогласованным электромагнитным полем, созданным заряженными частицами плазмы. Кинетическое описание необходимо применять в случае отсутствия термодинамического равновесия либо в случае присутствия сильных неоднородностей плазмы.

Particle-In-Cell (частица в ячейке)

Модели Particle-In-Cell являются более подробными, чем кинетические. Они включают в себя кинетическую информацию путём слежения за траекториями большого числа отдельных частиц. Плотности электрического заряда и тока определяются путём суммирования числа частиц в ячейках, которые малы по сравнению с рассматриваемой задачей, но, тем не менее, содержат большое число частиц. Электрическое и магнитное поля находятся из плотностей зарядов и токов на границах ячеек.

Базовые характеристики плазмы

Все величины даны в Гауссовых СГС единицах за исключением температуры, которая дана в eV и массы ионов, которая дана в единицах массы протона ; Z — зарядовое число; k — постоянная Больцмана; К — длина волны; γ — адиабатический индекс; ln Λ — Кулоновский логарифм.

Частоты

Ларморова частота электрона, угловая частота кругового движения электрона в плоскости перпендикулярной магнитному полю:

Ларморова частота иона, угловая частота кругового движения иона в плоскости перпендикулярной магнитному полю:

плазменная частота (частота плазменных колебаний), частота с которой электроны колеблются около положения равновесия, будучи смещенными относительно ионов:

ионная плазменная частота:

частота столкновений электронов

частота столкновений ионов

Длины

Де-Бройлева длина волны электрона, длина волны электрона в квантовой механике:

минимальное расстояние сближения в классическом случае, минимальное расстояние на которое могут сблизиться две заряженных частицы при лобовом столкновении и начальной скорости, соответствующей температуре частиц, в пренебрежении квантово-механическими эффектами:

гиромагнитный радиус электрона, радиус кругового движения электрона в плоскости перпендикулярной магнитному полю:

гиромагнитный радиус иона, радиус кругового движения иона в плоскости перпендикулярной магнитному полю:

размер скин-слоя плазмы, расстояние на которое электромагнитные волны могут проникать в плазму:

Радиус Дебая (длина Дебая), расстояние на котором электрические поля экранируются за счёт перераспределения электронов:

Скорости

тепловая скорость электрона, формула для оценки скорости электронов при распределении Максвелла. Средняя скорость, наиболее вероятная скорость и среднеквадратичная скорость отличаются от этого выражения лишь множителями порядка единицы:

скорость ионного звука, скорость продольных ионно-звуковых волн:

Безразмерные величины

квадратный корень из отношения масс электрона и протона:

Число частиц в сфере Дебая:

Отношение Альфвеновской скорости к скорости света

отношение плазменной и ларморовской частот для электрона

отношение плазменной и ларморовской частот для иона

отношение тепловой и магнитной энергий

отношение магнитной энергии к энергии покоя ионов

Прочее

Бомовский коэффициент диффузии

Поперечное сопротивление Спитцера

Современные исследования

Теория плазмы
Плазма в природе
Источники плазмы
Диагностика плазмы
Применения плазмы

См. также

Примечания

Ссылки