Plazma

Elektroda kuli plazmowej z wyładowaniem elektrycznym. W obszarze wyładowania materia znajduje się w stanie plazmy. Charakterystyka spektralna, a w konsekwencji kolor emitowanego promieniowania (tu niebieski) zależy od rodzaju atomów wzbudzanego wewnątrz kuli i jest efektem emisji promieniowania elektromagnetycznego podczas powrotu elektronów z wyższych (wzbudzonych) poziomów energetycznych do niższych stanów.

Wyładowanie w kuli plazmowej

Plazma (ang. plasma z gr. πλάσμα plásma „rzecz uformowana, ulepiona, wymyślona” od πλάσσειν, plássein ‘formować; modelować’) – zjonizowana materia o stanie skupienia przypominającym gaz, w którym znaczna część cząstek jest naładowana elektrycznie. Mimo że plazma zawiera swobodne cząstki naładowane (jony i elektrony), to w skali makroskopowej jest elektrycznie obojętna.

Wszechświat – wszystko, co fizycznie istnieje: cała przestrzeń, czas, wszystkie formy materii i energii oraz prawa fizyki i stałe fizyczne określające ich zachowanie. Słowo „wszechświat” może być też używane w innych kontekstach jako synonim słów „kosmos” (w rozumieniu filozofii), „świat” czy „natura”. W naukach ścisłych słowa „wszechświat” i „kosmos” są równoważne.Atom – podstawowy składnik materii. Składa się z małego dodatnio naładowanego jądra o dużej gęstości i otaczającej go chmury elektronowej o ujemnym ładunku elektrycznym.

Obecnie duża część badań dotyczących fizyki plazmy toczy się w ramach międzynarodowego programu fuzji jądrowej, między innymi w projektach takich jak ITER.

Dokładniejsza definicja plazmy zależy od kontekstu, w jakim występuje. Rodzaje plazmy:

Plazma tworząca gwiazdy (tak zwana plazma gorąca) składa się z naładowanych i obojętnych cząstek elementarnych oraz w pełni zjonizowanych jąder atomowych, jednak z uwagi na dużą gęstość i wysoką temperaturę nie można mówić o obecności atomów neutralnych.

Plazma zimna powstaje przy odpowiednio niskich temperaturach i gęstościach, w warunkach ziemskich (na przykład podczas wyładowań atmosferycznych) i w zbudowanych przez człowieka urządzeniach (na przykład plazmotronach). W jej skład, prócz składników tworzących plazmę gorącą, wchodzić mogą również atomy i ich jony, a także cząsteczki (zarówno obojętne, jak i zjonizowane). W odróżnieniu od plazmy gorącej, jonizacja cząstek nie jest całkowita – układ ma energię na oderwanie od cząstek jedynie „wierzchnich” elektronów.

Plazma wyładowania pierścieniowego to niskociśnieniowa odmiana plazmy. Otrzymywana jest pod wpływem przemiennego pola elektromagnetycznego wysokiej częstości rzędu 100 MHz przy ciśnieniu obniżonym do ok. 1 hPa. Jest to interesujący stan materii o ciekawych właściwościach fizycznych, trudny jednak do badań z uwagi na brak w tych warunkach równowagi termodynamicznej. Określenie plazma wyładowania pierścieniowego (a także: Ring Discharge Plasma) wprowadził na początku lat osiemdziesiątych XX w. polski fizyk prof. Henryk Zbigniew Wrembel.

Spis treści

1 Właściwości elektryczne

2 Temperatura plazmy

3 Struktura komórkowa

4 Skalowanie

5 Historia badań

6 Zobacz też

7 Przypisy

8 Bibliografia

Właściwości elektryczne

Z uwagi na obecność dużej ilości jonów o różnym ładunku, a także swobodnych elektronów, plazma silnie oddziałuje z polem elektrycznym i magnetycznym. Z tych samych względów, plazma przewodzi prąd elektryczny, a jej opór, przeciwnie niż w przypadku metali, maleje ze wzrostem temperatury.

Elektryczny model Słońca – hipoteza funkcjonowania Słońca zaproponowana w 1979 roku przez Ralpha E. Juergensa. W pracy swej powołuje się on na prace Hannesa Alfvéna i Immanuela Velikovskiego dotyczące przepływu prądu elektrycznego w plazmie. Hipoteza Juergensa jest obecnie rozwijana i równocześnie krytykowana przez naukowców głównego nurtu, na przykład zakładając, że we wnętrzu gwiazd nie występują termonuklearne procesy syntezy helu, a gwiazdy są miejscami, które odbierają płynący przez Wszechświat w wielu strumieniach plazmy prąd elektryczny.Długość fali – najmniejsza odległość pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań (czyli pomiędzy dwoma powtarzającymi się fragmentami fali – zob. rysunek). Dwa punkty fali są w tej samej fazie, jeżeli wychylenie w obu punktach jest takie samo i oba znajdują się na etapie wzrostu (lub zmniejszania się). Jeżeli w jednym punkcie wychylenie zwiększa się a w drugim maleje, to punkty te znajdują się w fazach przeciwnych.

W zależności od natężenia przepływającego prądu w plazmie rozróżnia się trzy stany:

1. przy bardzo małym natężeniu „czarny prąd” – bez emisji światła widzialnego,
2. przy zwiększonym natężeniu plazma zaczyna wytwarzać światło,
3. gdy natężenie prądu przekracza pewną graniczną wartość, powstaje łuk elektryczny (tak jak przy spawaniu).

Temperatura plazmy

W warunkach ziemskich nie istnieje możliwość utrzymywania plazmy w stanie równowagi termicznej z otoczeniem; obecne są zarówno przepływy energii pomiędzy plazmą a otoczeniem, jak i nierównowagowe rozkłady parametrów fizycznych takich jak temperatura, ciśnienie, gęstość i skład. Co więcej, samo pojęcie temperatury, jako klasy równoważności układów termodynamicznych, traci sens w odniesieniu do układów niebędących w równowadze. W związku z tym, dla nierównowagowej plazmy można zdefiniować kilka różnych odpowiedników temperatury. Są one oparte na:

Plazmotron (palnik plazmowy) to urządzenie do wytwarzania plazmy zimnej o temperaturze rzędu 4000–30 000 K. Plazmotrony stosowane są powszechnie w technice do spawania i cięcia trudnotopliwych lub nietopliwych materiałów: stali nierdzewnej, wolframu, betonu, itp.Język grecki, greka (starogr. dialekt attycki Ἑλληνικὴ γλῶττα, Hellenikè glõtta; nowogr. Ελληνική γλώσσα, Ellinikí glóssa lub Ελληνικά, Elliniká) – język indoeuropejski z grupy helleńskiej, w starożytności ważny język basenu Morza Śródziemnego. W cywilizacji Zachodu zaadaptowany obok łaciny jako język terminologii naukowej, wywarł wpływ na wszystkie współczesne języki europejskie, a także część pozaeuropejskich i starożytnych. Od X wieku p.n.e. zapisywany jest alfabetem greckim. Obecnie, jako język nowogrecki, pełni funkcję języka urzędowego w Grecji i Cyprze. Jest też jednym z języków oficjalnych Unii Europejskiej. Po grecku mówi współcześnie około 15 milionów ludzi. Język grecki jest jedynym językiem z helleńskich naturalnych, który nie wymarł.

średniej energii kinetycznej elektronów (tzw. temperatura elektronowa);

średniej energii kinetycznej ruchu atomów i jonów;

rozkładzie długości fali emitowanego światła (temperatura spektralna);

rozkładzie energii wzbudzeń atomów, cząsteczek i jonów (łącznie z ich stopniem jonizacji)

Wartości takich pseudotemperatur mogą się różnić od siebie nawzajem o kilka rzędów wielkości, a przy tym w równie dużym zakresie zmieniają się w przestrzeni zajmowanej przez plazmę, a także w czasie (np. w związku z przemieszczającymi się liniami wyładowań).

Emisja promieniowania to wysyłanie przez wzbudzony układ fizyczny (np. atom, jądro atomowe, ciało makroskopowe) energii w postaci promieniowania zarówno fal (np. światła, fal radiowych, dźwięku), jak i korpuskularnego (np. elektronów, cząstek α, fotonów).Plazmoid – oddzielny twór plazmowy (skupisko plazmy), wytwarzany najczęściej za pomocą iniektorów plazmowych. Plazmoidy występują również w przestrzeni kosmicznej, są prawdopodobnie odpowiedzialne m.in. za spadek masy atmosfery Urana.

Podstrony: 1 [2] [3] [4]