Плазмой ученые-физики называют ионизированный газ, имеющий одинаковую концентрацию отрицательных частиц (электронов) и положительных (в качестве которых выступают положительно заряженные ионы).

плазма

Само слово «плазма» придумали еще в 1929 году американские физики Ирвинг Ленгмюр и Леви Тонкс, проводя опыты с газами, через которые они пропускали электрический ток.

Ученые обнаружили, что при сильном нагреве газа появляется совершенно новая система из электронов и ионов, в которую может переходить любое вещество, являющаяся, по сути, четвертым агрегатным состоянием последнего. Они также заметили, что полученная в их опытах субстанция способна проводить электрический ток, благодаря высокой подвижности образующих ее заряженные частиц, а в стационарном состоянии она может экранировать постоянное электрическое поле из-за наличия пространственно разделенных зарядов.

В плазме электроны и ионы имеют разную среднюю скорость движения. В то же время известно, что имеется взаимосвязь между температурой идеального газа, а также средней скоростью движения частиц, его составляющих: 

формула

Таким образом, из анализа вышеприведенной формулы вытекает, что температура электронов и ионов в плазме отличаются друг от друга. 

Основные свойства плазмы: 

  1. Она взаимодействует с внешним электрическим и магнитным полем.
  2. Ее частицы, обладая собственными магнитными и электрическими полями, упруго взаимодействуют между собой.
  3. Наличие коллективного взаимодействия ее компонентов придает ей свойства упругой среды, способной распространять различного рода волны.
  4. В магнитном поле она является диамагнитной средой.
  5. Ее удельная электропроводность растет при увеличении температуры.

Во Вселенной в плазменной форме существует большинство веществ. В таком состоянии находится и наше Солнце, и все другие звезды. Источником энергии их излучения является термоядерная реакция синтеза, которая протекает внутри звезд при очень высоком давлении и огромной температуре. Плазменное состояние имеется и у межзвездной среды, и у холодных туманностей, ионизация которых осуществляется за счет воздействия на них ультрафиолетового излучения, испускаемого звездами.

 Низкотемпературная плазма, появляющаяся при прохождении в газах электрического тока, сегодня находит широкое применение:

  • в источниках света;
  • в лазерах;
  • в термоэлектронных преобразователях;
  • при обработке металлов с использованием плавки, резки и сварки.  

Возможно также создание ракетных плазменных двигателей, которые могут быть очень эффективны при применении их для маневрирования и для длительных полетов в космосе.

Но наибольший интерес у ученых вызывают исследования способов использования веществ, находящихся в плазменном состоянии, для получения контролируемого термоядерного синтеза, который может стать в будущем практически неисчерпаемым экологически чистым источником энергии.

Свойство плазмы генерировать ультрафиолетовое излучение нашло также применение в современных плазменных телевизорах. В их плоских экранах имеется огромное количество стеклянных колбочек очень маленького размера наполненных смесью из инертных газов (например, таких, как гелий, ксенон, неон), которые бомбардируются электронами, разгоняемыми электрическим напряжением, составляющим иногда сотни вольт.

В таких телевизорах для получения цветного изображения используют три вида люминофоров, которые при облучении их электромагнитным излучением ультрафиолетового диапазона, испускают красный, синий и зеленый свет. В дисплее плоского плазменного цветного телевизора встроено около миллиона газоразрядных колбочек, объединенных в триады — пиксели, представляющие наименьший элемент изображения на телевизионном экране. 

Distance Teacher

онлайн-школа по изучению школьных предметов и иностранных языков по скайпу

О нас пишут лучшие СМИ Рунета