Биз плазманы реалдуу эмес, түшүнүксүз, фантастикалык нерсе менен байланыштырган учурларыбыз артта калды. Бүгүнкү күндө бул түшүнүк активдүү колдонулат. Плазма өнөр жайда колдонулат. Ал жарыктандыруу техникасында кеңири колдонулат. Мисалы, көчөлөрдү жарыктандыруучу газ разряддык лампалар. Бирок ал флуоресценттик лампаларда да бар. Ал электр менен ширетүүдө да бар. Анткени, ширетүүчү жаасы плазма шамасынан пайда болгон плазма. Башка көптөгөн мисалдарды келтирсе болот.
Плазма физикасы илимдин маанилүү тармагы. Ошондуктан, ага байланыштуу негизги түшүнүктөрдү түшүнүү керек. Биздин макала ушул нерсеге арналган.
Плазманын аныктамасы жана түрлөрү
Плазма деген эмне? Физикадагы аныктама абдан ачык. Плазма абалы - бул заттын ичинде аздыр-көптүр эркин кыймылдай ала турган заряддуу бөлүкчөлөрдүн (ташуучулардын) олуттуу (бөлүкчөлөрдүн жалпы санына ылайыктуу) санына ээ болгон материянын мындай абалы. Физикада плазманын төмөнкүдөй негизги түрлөрүн бөлүүгө болот. Эгерде алып жүрүүчүлөр бир типтеги бөлүкчөлөргө таандык болсо (жанасистеманы нейтралдаштыруучу карама-каршы заряддуу бөлүкчөлөр кыймыл эркиндигине ээ эмес), ал бир компоненттүү деп аталат. Болбосо, бул - эки же көп компоненттүү.
Плазма функциялары
Ошентип, биз плазма түшүнүгүн кыскача сүрөттөп бердик. Физика так илим, ошондуктан бул жерде аныктамалар зарыл. Эми заттын бул абалынын негизги өзгөчөлүктөрү тууралуу айтып берели.
Физикада плазманын касиеттери төмөнкүдөй. Биринчиден, бул абалда, ансыз деле кичинекей электромагниттик күчтөрдүн аракети астында, алып жүрүүчүлөрдүн кыймылы пайда болот - бул күчтөр алардын булактарынын экранынан улам жок болмоюнча ушундай жол менен агып турган ток. Демек, плазма акыры квазинейтралдуу абалга өтөт. Башкача айтканда, анын кээ бир микроскопиялык мааниден чоңураак көлөмү нөл зарядга ээ. Плазманын экинчи өзгөчөлүгү Кулон жана Ампер күчтөрүнүн узак аралыктагы табиятына байланыштуу. Ал мындай абалдагы кыймылдар, эреже катары, көп сандагы заряддуу бөлүкчөлөрдү камтыган жамааттык мүнөзгө ээ болушунан турат. Булар физикадагы плазманын негизги касиеттери. Аларды эстеп калуу пайдалуу болмок.
Бул эки өзгөчөлүк тең плазма физикасынын адаттан тыш бай жана ар түрдүү экендигине алып келет. Анын эң таң калыштуу көрүнүшү – бул ар кандай туруксуздуктун пайда болуу жеңилдиги. Алар плазманы иш жүзүндө колдонууга тоскоол болгон олуттуу тоскоолдук болуп саналат. Физика тынымсыз өнүгүп келе жаткан илим. Ошондуктан, убакыттын өтүшү менен бул тоскоолдуктар деп үмүттөнсө болотжок кылынат.
Суюктуктардагы плазма
Түзүмдөрдүн конкреттүү мисалдарына кайрылсак, конденсацияланган заттардагы плазма подсистемаларын кароодон баштайлы. Суюктуктардын ичинен биринчи кезекте суюк металлдарды аташ керек - плазма подсистемасы дал келген мисал - электрон алып жүрүүчүлөрдүн бир компоненттүү плазмасы. Тактап айтканда, бизди кызыктырган категорияга эки белгинин тең алып жүрүүчүлөрү - иондору бар электролит суюктуктары да кириши керек. Бирок, ар кандай себептерден улам, электролиттер бул категорияга киргизилген эмес. Алардын бири электролитте электрон сыяктуу жарык, кыймылдуу ташыгычтар жок. Демек, жогорудагы плазманын касиеттери алда канча алсызыраак.
Кристаллдагы плазма
Кристаллдардагы плазманын өзгөчө аталышы бар - катуу абалдагы плазма. Иондук кристаллдарда заряддар болсо да, алар кыймылсыз. Демек, плазма жок. Металлдарда бул бир компоненттүү плазманы түзгөн өткөргүч электрондор. Анын заряды кыймылсыз (тагыраак айтканда, узак аралыкка жыла албаган) иондордун заряды менен компенсацияланат.
Жарым өткөргүчтөрдөгү плазма
Плазма физикасынын негиздерин эске алуу менен жарым өткөргүчтөрдөгү абалдын ар түрдүү экендигин белгилей кетүү керек. Ага кыскача мүнөздөмө берели. Бул заттардын курамындагы бир компоненттүү плазма, эгерде аларга тиешелүү аралашмалар киргизилсе, пайда болушу мүмкүн. Эгерде аралашмалар электрондорду (донорлорду) оңой берсе, анда n тибиндеги алып жүрүүчүлөр - электрондор пайда болот. Эгерде аралашмалар, тескерисинче, электрондорду (акцепторлорду) оңой эле алып кетсе, анда p-тибиндеги алып жүрүүчүлөр пайда болот.- тешиктер (электрондордун бөлүштүрүлүшүндөгү бош жерлер), алар өзүн оң заряддуу бөлүкчөлөрдөй алып жүрүшөт. Электрондор жана тешиктер тарабынан пайда болгон эки компоненттүү плазма жарым өткөргүчтөрдүн ичинде андан да жөнөкөй жол менен пайда болот. Мисалы, ал валенттик тилкеден электрондорду өткөргүч зонага ыргытуучу жарык насосунун аракетинде пайда болот. Белгилүү шарттарда бири-бирине тартылган электрондор жана тешиктер суутек атомуна окшош байланышкан абалды - экситонду түзө аларын, ал эми насостук интенсивдүү жана экситондордун тыгыздыгы жогору болсо, анда алар биригип, тамчыны түзөөрүн белгилейбиз. электрондук тешик суюктук. Кээде мындай абал заттын жаңы абалы катары каралат.
Газды иондоштуруу
Жогорудагы мисалдар плазма абалынын өзгөчө учурларына тиешелүү жана анын таза түрүндө плазма иондоштурулган газ деп аталат. Анын иондошуусунун көп факторлору: электр талаасы (газ разряды, күн күркүрөшү), жарык агымы (фотоиондошуу), тез бөлүкчөлөр (радиоактивдүү булактардан чыккан нурлануу, бийиктикте иондошуу даражасын жогорулатуу аркылуу ачылган космостук нурлар). Бирок, негизги фактор газдын ысытуу (термикалык иондошуу) болуп саналат. Бул учурда электрондун атомдон бөлүнүшү жогорку температурадан улам жетиштүү кинетикалык энергияга ээ болгон башка газ бөлүкчөсүнүн акыркысы менен кагылышууга алып келет.
Жогорку жана төмөнкү температурадагы плазма
Төмөн температурадагы плазманын физикасы – бул биз дээрлик күн сайын байланышып турган нерсе. Мындай мамлекеттин мисалдары жалын,газ разрядындагы зат жана чагылган, муздак мейкиндик плазмасынын ар кандай түрлөрү (планеталар менен жылдыздардын ионо- жана магнитосфералары), ар кандай техникалык түзүлүштөрдөгү жумушчу зат (MHD генераторлор, плазма кыймылдаткычтары, оттуктар ж. б.). Жогорку температурадагы плазманын мисалдары - эрте балалык жана карылыктан башка эволюциясынын бардык этаптарындагы жылдыздардын материясы, башкарылуучу термоядролук синтез объекттериндеги жумушчу зат (токамактар, лазердик приборлор, нурлуу приборлор ж.б.).
Материянын төртүнчү абалы
Мындан бир жарым кылым мурун көптөгөн физиктер жана химиктер зат молекулалардан жана атомдордон гана турат деп ишенишкен. Алар айкалыштырылган же толугу менен тартипсиз же аздыр-көптүр иреттелген. Бул үч фазасы бар деп эсептелген - газ, суюк жана катуу. Заттар аларды тышкы шарттардын таасири астында кабыл алышат.
Бирок учурда биз заттын 4 абалы бар деп айта алабыз. Бул жаңы, төртүнчү деп эсептесе болот плазма. Анын конденсацияланган (катуу жана суюк) абалынан айырмасы, газ сыяктуу эле жылма ийкемдүүлүккө ээ эмес, ошондой эле белгиленген көлөмгө ээ болушунда. Экинчи жагынан, плазманын конденсацияланган абал менен жалпылыгы кыска аралыктагы тартиптин болушу, б.а., берилген плазма зарядына чектеш бөлүкчөлөрдүн позицияларынын жана курамынын корреляциясы. Мында мындай корреляция молекулалар аралык эмес, кулондук күчтөр тарабынан түзүлөт: берилген заряд өзү менен бир аталыштагы заряддарды түртүп, карама-каршы заряддарды тартат.
Плазма физикасын биз кыскача карап чыктык. Бул тема кыйла көлөмдүү, ошондуктан биз анын негиздерин ачып бердик деп гана айта алабыз. Плазма физикасы, албетте, дагы да тереңирээк карап чыгууга татыктуу.
