STOLBOV STUDY | ФИЗИКА для взрослых и детей

Самое распространенное агрегатное состояние вещества во вселенной.

Нет, это, как ни странно, не газ, не жидкость и, уж тем более, не твердое тело. Это четвертое состояние под названием плазма.

Плазма – такое особенное газообразное состояние, при котором атомы «разобраны» на части – свободные электроны и положительные ионы или голые атомные ядра. По этой причине, в отличие от газа, плазма хорошо проводит электрический ток и подвергается влиянию магнитных полей. Этот «суп» из разноименных заряженных частиц, из которого состоят звезды и большая часть межзвездного пространства, является в масштабах вселенной самым распространенным веществом.

Так как количество положительных и отрицательных зарядов в плазме уравновешено, то, можно сказать, что она электрически нейтральна, как единое целое. Однако, если мы это равновесие чем-то локально нарушим, например, запустив извне электромагнитную волну (фонариком посветить на плазму захотим😁) то это внешнее электромагнитное поле будет смещать заряды, и запустятся плазменные колебания частиц вокруг их привычного места нахождения.

Как получить такой интересный ионизированный газ?
Атомам нужен сильный энергетический пинок, чтобы электроны из них вылетели.

1️⃣ Самое банальное – нагреть до экстремально высоких температур – миллионы кельвинов. При таких температурах атомы имеют настолько большую энергию и настолько сильно сталкиваются друг с другом, что уже не могут удерживать электроны, и их электронные оболочки разрушаются, высвобождая свободные электроны наружу.

2️⃣ Пропустить через газ электрический ток. Простые газоразрядные устройства (трубки, лампы и т. д.), в которых тоже находится плазма. Подробнее про ионизацию газа я рассказывал, когда писал про сварку.

3️⃣ Бомбардировать газ, электромагнитными волнами (например, лазер), в результате чего электроны выбиваются из атома, и дальше по цепочке ионизируют другие атомы.

4️⃣ Создать ударную волну или взрыв, при которой воздух сильно сжимается и нагревается до очень высоких температур, при которых см. п.1.

Многие, наверняка, при слове «плазма» представляют себе тот самый стеклянный шар, прикасаясь к которому можно наблюдать разряды, идущие к пальцам. Да, там действительно находится холодная плазма, образованная по п. 2. В центре стоит электрод, на который подается переменное напряжение высокой частоты, а вокруг него газ, который при возбуждении и ионизации может светиться красивыми цветами. Второй электрод – это Земля, но не напрямую, а через воздух и предметы, на которых стоит установка. Поэтому в спокойном состоянии разряд очень слабый и мы видим тонкие, хаотично расположенные нити. Но стоит нам прикоснуться – возникает молния от центрального электрода к нашим пальцам, т.к. мы служим отличным проводником к тому самому второму электроду – Земле. От удара током нас, кстати, спасает та самая стеклянная оболочка шара. Вот такая нехитрая игрушка.

В описанных ранее здесь природных явлениях тоже образуется плазма:

🔵При полярном сиянии частицы, прилетевшие из космоса, не только возбуждают, но и частично ионизируют разреженные слои атмосферы, и там образуется разреженная плазма.

🔵При грозе молния разогревает окружающий воздух до высоких температур, да еще и ионизирует – благоприятные условия для образования такого вещества.

Зачем вообще нужна плазма, и зачем ее изучать?

Конечно, если бы она была нужна только лишь для создания игрушек для детей и газоразрядных ламп, сварки и других повседневных и промышленных применений, никто бы не стал создавать целый раздел физики, изучающей это состояние. Главная цель – обуздать горячую плазму, чтобы освоить и научиться управлять новым, гораздо более мощным, по сравнению с другими, источником энергии, о котором мы еще поговорим подробнее.

Please open Telegram to view this post

VIEW IN TELEGRAM

❤13👍5🔥5🆒1

www.tgoop.com/stolbov_study/331

1.03K viewsedited  Aug 31 at 12:01

Самое распространенное агрегатное состояние вещества во вселенной.

Нет, это, как ни странно, не газ, не жидкость и, уж тем более, не твердое тело. Это четвертое состояние под названием плазма.

Плазма – такое особенное газообразное состояние, при котором атомы «разобраны» на части – свободные электроны и положительные ионы или голые атомные ядра. По этой причине, в отличие от газа, плазма хорошо проводит электрический ток и подвергается влиянию магнитных полей. Этот «суп» из разноименных заряженных частиц, из которого состоят звезды и большая часть межзвездного пространства, является в масштабах вселенной самым распространенным веществом.

Так как количество положительных и отрицательных зарядов в плазме уравновешено, то, можно сказать, что она электрически нейтральна, как единое целое. Однако, если мы это равновесие чем-то локально нарушим, например, запустив извне электромагнитную волну (фонариком посветить на плазму захотим😁) то это внешнее электромагнитное поле будет смещать заряды, и запустятся плазменные колебания частиц вокруг их привычного места нахождения.

Как получить такой интересный ионизированный газ?
Атомам нужен сильный энергетический пинок, чтобы электроны из них вылетели.

1️⃣ Самое банальное – нагреть до экстремально высоких температур – миллионы кельвинов. При таких температурах атомы имеют настолько большую энергию и настолько сильно сталкиваются друг с другом, что уже не могут удерживать электроны, и их электронные оболочки разрушаются, высвобождая свободные электроны наружу.

2️⃣ Пропустить через газ электрический ток. Простые газоразрядные устройства (трубки, лампы и т. д.), в которых тоже находится плазма. Подробнее про ионизацию газа я рассказывал, когда писал про сварку.

3️⃣ Бомбардировать газ, электромагнитными волнами (например, лазер), в результате чего электроны выбиваются из атома, и дальше по цепочке ионизируют другие атомы.

4️⃣ Создать ударную волну или взрыв, при которой воздух сильно сжимается и нагревается до очень высоких температур, при которых см. п.1.

Многие, наверняка, при слове «плазма» представляют себе тот самый стеклянный шар, прикасаясь к которому можно наблюдать разряды, идущие к пальцам. Да, там действительно находится холодная плазма, образованная по п. 2. В центре стоит электрод, на который подается переменное напряжение высокой частоты, а вокруг него газ, который при возбуждении и ионизации может светиться красивыми цветами. Второй электрод – это Земля, но не напрямую, а через воздух и предметы, на которых стоит установка. Поэтому в спокойном состоянии разряд очень слабый и мы видим тонкие, хаотично расположенные нити. Но стоит нам прикоснуться – возникает молния от центрального электрода к нашим пальцам, т.к. мы служим отличным проводником к тому самому второму электроду – Земле. От удара током нас, кстати, спасает та самая стеклянная оболочка шара. Вот такая нехитрая игрушка.

В описанных ранее здесь природных явлениях тоже образуется плазма:

🔵При полярном сиянии частицы, прилетевшие из космоса, не только возбуждают, но и частично ионизируют разреженные слои атмосферы, и там образуется разреженная плазма.

🔵При грозе молния разогревает окружающий воздух до высоких температур, да еще и ионизирует – благоприятные условия для образования такого вещества.

Зачем вообще нужна плазма, и зачем ее изучать?

Конечно, если бы она была нужна только лишь для создания игрушек для детей и газоразрядных ламп, сварки и других повседневных и промышленных применений, никто бы не стал создавать целый раздел физики, изучающей это состояние. Главная цель – обуздать горячую плазму, чтобы освоить и научиться управлять новым, гораздо более мощным, по сравнению с другими, источником энергии, о котором мы еще поговорим подробнее.