Вікіпедыя

Плазма: Розніца паміж версіямі

Інтэрактыўны прагляд гісторыі
[дагледжаная версія][дагледжаная версія]
← Папярэдняя праўкаНаступная праўка →
Змесціва выдалена Змесціва дададзена
ВізуальнаВікіразметка
др стылявыя змены
дапаўненне
Радок 1:
[[Выява:Plasma-lamp 2.jpg|thumb|300px|right|[[Плазменная лямпа]], якая ілюструе некаторыя з найбольш складаных плазменных з'яў, уключаючы [[філаментацыя|філаментацыю]]. Свячэнне плазмы абумоўлена пераходам [[электрон]]аў з высокаэнергетычнага стану ў стан з нізкай энергіяй пасля [[Рэкамбінацыя, хімія|рэкамбінацыі]] з [[іон]]амі. Гэты працэс прыводзіць да выпраменьвання са [[спектр]]ам, які адпавядае ўзбуджанаму газу.]]
'''Пла́зма''' (ад {{lang-el|πλάσμα}} «вылепленае», «аформленае») — чацвёрты [[агрэгатны стан]] [[рэчыва]], які характарызуецца высокай ступенню [[Іёніон|іанізацыі]] яго часціц пры роўнасці канцэнтрацый дадатна і адмоўна [[Электрычныэлектрычны зарад|зараджаных]] часціц.
 
Плазма, якая ўтрымлівае [[электрон]]ы і дадатныя [[іон]]ы, называюць '''электронна-іоннай'''. Калі ў плазме побач з [[Электрычныэлектрычны зарад|зараджанымі]] часціцамі маюцца і нейтральныя [[малекула|малекулы]], то яе называюць '''часткова іанізаванай'''. Плазма, якая складаецца толькі з [[Электрычныэлектрычны зарад|зараджаных]] часціц, называюць '''цалкам іанізаванай'''.
 
У маштабах [[Сусвет]]у плазма — найбольш распаўсюджаны [[агрэгатны стан]] [[рэчыва]]. З яе складаюцца [[Сонца]], [[зорка|зоркі]], верхнія пласты [[атмасфера Зямлі|атмасферы]] і [[радыяцыйныя паясы]] [[Планета Зямля|Зямлі]]. [[Паўночнае ззянне|Паўночныя ззянні]] і святло ў люмінесцэнтных лямпах ёсцьз'яўляюцца вынікам працэсаў, якія адбываюцца ў плазме.
 
Плазма шырока ўжываецца ў вытворчасці пры [[рэзка|рэзцы]] і [[шліфоўка|шліфоўцы]] [[метал]]аў, [[траўленне|траўленні]] розных паверхняў, увядзенні легіруючых дадаткаў у [[паўправаднік]]і, нанясенні ахоўных і ўмацоўных пакрыццяў.
 
Перспектывы выкарыстання лазмыплазмы навукоўцы звязваюць з новымі спосабамі вытворчасці [[Энергія|энергіі]]: [[магнітагідрадынаміка|магнітагідрадынамічнае]] (МГД) пераўтварэнне [[унутраная энергія|ўнутранай энергіі]] ў [[Электрычнасць|электрычную]] і кіраваная [[тэрмаядзерная рэакцыя]] сінтэзу.
 
У [[МГД-генератар]]ы механічная [[энергія]] струменя электраправоднай вадкасці (ці [[газ]]у) пераўтвараецца ў [[Электрычнасць|электрычную]].
 
== Гісторыя ==
== Базавыя характарыстыкі плазмы ==▼
Упершыню плазма была распазнана і апісана ў 1879 годзе [[Уільям Крукс|Уільямам Круксам]], які назіраў яе ў {{нп4|трубка Крукса|адмысловай трубцы|en|Crookes tube}} і назваў плазму «прамяністай матэрыяй» ({{lang-en|radiant matter}})<ref>Крукс прачытаў лекцыю ў Брытанскай навуковай асацыяцыі, у Шэффілдзе, у пятніцу, 22 жніўня 1879 [http://www.worldcatlibraries.org/wcpa/top3mset/5dcb9349d366f8ec.html] [http://www.tfcbooks.com/mall/more/315rm.htm]</ref>.
Усе велічыні дадзены ў Гаўсавых [[СГС]] адзінках за выключэннем тэмпературы, якая дадзена ў eV і масы іонаў, якая дадзена ў адзінках масы пратона <math>\mu = m_i/m_p</math>; ''Z'' — зарадны лік; ''k'' — сталая Больцмана; ''К'' — даўжыня хвалі; γ — адыябатычны індэкс; ln Λ — Кулонаўскі лагарыфм.▼
Назву «плазма» прапанаваў [[Ірвінг Ленгмюр]] у 1928 годзе<ref name="langmuir1928">{{Cite journal | last1 = Langmuir | first1 = I. | title = Oscillations in Ionized Gases | doi = 10.1073/pnas.14.8.627 | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences | volume = 14 | issue = 8 | pages = 627 | year = 1928 | pmid = | pmc = }}</ref>, магчыма таму што яркі разрад, запаўняючы аб'ём трубкі, прынімаў яе форму ({{lang-gr|πλάσμα}} — вылепленае, адлітае, адфармаванае)<ref>{{cite book|author=Brown, Sanborn C.|chapter=Chapter 1: A Short History of Gaseous Electronics|editor=HIRSH, Merle N. e OSKAM, H. J.|title=Gaseous Electronics|volume=1|publisher=Academic Press|date=1978|isbn=978-0-12-349701-7}}</ref>. Лангмюр апісаў свае назіранні так:
 
<blockquote>
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.
{{oq|en|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.<ref name="langmuir1928" />}}
</blockquote>
 
== Матэматычныя мадэлі ==
Уласцівасці плазмы ў знешніх палях апісваюцца кінетычным ураўненнем Больцмана (гл. [[кінетычная тэорыя газаў]]) і сістэмай [[ураўненні Максвела|ураўненняў Максвела]], у якія ўваходзяць самаўзгодненыя (пэўным спосабам усярэдненыя) электрычныя і магнітныя палі. Калі ўласна плазменныя эфекты неістотныя, карыстаюцца больш грубымі прыбліжэннямі [[магнітная гідрадынаміка|магнітнай гідрадынамікі]]. Многія ўласцівасці, характэрныя для плазмы, маюць таксама сукупнасці носьбітаў зараду ў [[паўправаднік]]ах і [[метал]]ах; іх асаблівасць — магчымасць існавання пры нізкіх (для газавай плазмы) тэмпературах — пакаёвай і ніжэй.
 
▲== БазавыяАсноўныя характарыстыкі плазмы ==
▲Усе велічыні дадзены ў Гаўсавых [[СГС]] адзінках за выключэннем тэмпературы, якая дадзена ў eVэВ і масы іонаў, якая дадзена ў адзінках масы пратона <math>\mu = m_i/m_p</math>; ''Z'' — зарадны лік; ''k'' — сталаяпастаянная Больцмана; ''К&lambda;'' — даўжыня хвалі; γ — адыябатычны індэкс; ln Λ — Кулонаўскі лагарыфм.
 
=== Частоты ===
* '''[[ЛармораваЛармарава частата]] электрона''', вуглавая частата кругавога руху электрона ў плоскасці перпендыкулярнай магнітнаму полю:
: <math>\omega_{ce} = eB/m_ec = 1.76 \times 10^7 B s^{-1}</math>
* '''ЛармароваЛармарава частата іона''', вуглавая частата кругавога руху іона ў плоскасці перпендыкулярнай магнітнаму полю:
: <math>\omega_{ci} = eB/m_ic = 9.58 \times 10^3 Z \mu^{-1} B \mbox{s}^{-1}</math>
* '''[[плазменная частата]]''' (частата плазменных ваганняў), частата з якой электроны вагаюцца каля становішча раўнавагі, быўшы зрушанымі адносна іонаў:
Радок 32 ⟶ 44:
* '''Дэ-Бройлева даўжыня хвалі электрона''', даўжыня хвалі электрона ў квантавай механіцы:
: <math>\lambda\!\!\!\!- = \hbar/(m_ekT_e)^{1/2} = 2.76\times10^{-8}\,T_e^{-1/2}\,\mbox{cm}</math>
* '''мінімальная адлегласць збліжэння ў класічным выпадку''', — мінімальная адлегласць, на якую могуць зблізіцца дзве зараджаныхзараджаныя часціцы пры лабавылабавым сутыкненні і пачатковай хуткасціскорасці, якая адпавядае тэмпературы часціц, укалі не пагарджэнніўлічваць квантава-механічнымі эфектаміэфекты:
: <math>e^2/kT=1.44\times10^{-7}\,T^{-1}\,\mbox{cm}</math>
* '''гірамагнітны радыус электрона''', радыус кругавога руху электрона ў плоскасці, перпендыкулярнай магнітнаму полю:
: <math>r_e = v_{Te}/\omega_{ce} = 2.38\,T_e^{1/2}B^{-1}\,\mbox{cm}</math>
* ''' гірамагнітны радыус іона''', радыус кругавога руху іона ў плоскасці перпендыкулярнай магнітнаму полю:
: <math>r_i = v_{Ti}/\omega_{ci} = 1.02\times10^2\,\mu^{1/2}Z^{-1}T_i^{1/2}B^{-1}\,\mbox{cm}</math>
* '''памер скін-слоя плазмы''', — адлегласць, на якую электрамагнітныя хвалі могуць пранікаць у плазму:
: <math>c/\omega_{pe} = 5.31\times10^5\,n_e^{-1/2}\,\mbox{cm}</math>
* '''[[Радыус Дэбая]] (даўжыня Дэбая)''', — адлегласць, на якую электрычныя палі экраніруюцца за кошт пераразмеркавання электронаў:
: <math>\lambda_D = (kT/4\pi ne^2)^{1/2} = 7.43\times10^2\,T^{1/2}n^{-1/2}\,\mbox{cm}</math>
 
=== ХуткасціСкорасці ===
* '''цеплавая хуткасцьскорасць электрона''', формула для ацэнкі хуткасціскорасці электронаў пры [[размеркаванне Максвела|размеркаванні Максвела]]. Сярэдняя хуткасцьскорасць, найбольш верагоднаяімаверная хуткасцьскорасць і сярэднеквадратоваясярэднеквадратычная хуткасцьскорасць адрозніваюцца ад гэтага выраза толькі пастаяннымі множнікамі парадку адзінкі:
: <math>v_{Te} = (kT_e/m_e)^{1/2} = 4.19\times10^7\,T_e^{1/2}\,\mbox{cm/s}</math>
* '''цеплавая хуткасцьскорасць іона''', формула для адзнакіацэнкі хуткасціскорасці іонаў пры [[размеркаванне Максвела|размеркаванні Максвела]]:
: <math>v_{Ti} = (kT_i/m_i)^{1/2} = 9.79\times10^5\,\mu^{-1/2}T_i^{1/2}\,\mbox{cm/s}</math>
* '''хуткасцьскорасць іоннага гуку''', хуткасцьскорасць падоўжных іонна-гукавых хваль:
: <math>c_s = (\gamma ZkT_e/m_i)^{1/2} = 9.79\times10^5\,(\gamma ZT_e/\mu)^{1/2}\,\mbox{cm/s}</math>
* '''[[Ханес Альфвен|Альфвенаўская]] хуткасцьскорасць''', хуткасцьскорасць [[Альфвенаўскія хвалі|Альфвенаўскіх хваль]]:
: <math>v_A = B/(4\pi n_im_i)^{1/2} = 2.18\times10^{11}\,\mu^{-1/2}n_i^{-1/2}B\,\mbox{cm/s}</math>
 
=== БеспамерныяБезразмерныя велічыні ===
* квадратны корань саз стаўленняадносіны мас электрона і [[пратон]]а:
: <math>(m_e/m_p)^{1/2} = 2.33\times10^{-2} = 1/42.9</math>
* Лік часціц у сферы Дэбая:
: <math>(4\pi/3)n\lambda_D^3 = 1.72\times10^9\,T^{3/2}n^{-1/2}</math>
* Стаўленнеадносіна Альфвенаўскай хуткасціскорасці да хуткасціскорасці святла
: <math>v_A/c = 7.28\,\mu^{-1/2}n_i^{-1/2}B</math>
* стаўленнеадносіна плазменнай і лармораўскайлармараўскай частот для электрона
: <math>\omega_{pe}/\omega_{ce} = 3.21\times10^{-3}\,n_e^{1/2}B^{-1}</math>
* адносіныадносіна плазменнай і лармораўскай частот для іона
: <math>\omega_{pi}/\omega_{ci} = 0.137\,\mu^{1/2}n_i^{1/2}B^{-1}</math>
* стаўленнеадносіна цеплавой і магнітнай энергій
: <math>\beta = 8\pi nkT/B^2 = 4.03\times10^{-11}\,nTB^{-2}</math>
* стаўленнеадносіна магнітнай энергіі да энергіі супакоюспакою іонаў
: <math>B^2/8\pi n_im_ic^2 = 26.5\,\mu^{-1}n_i^{-1}B^2</math>
 
Радок 74 ⟶ 87:
: <math>\eta_\perp = 1.15\times10^{-14}\,Z\,\ln\Lambda\,T^{-3/2}\,\mbox{s} = 1.03\times10^{-2}\,Z\,\ln\Lambda\,T^{-3/2}\,\Omega\,\mbox{cm}</math>
 
== Гл. таксама ==
{{Станы матэрыі}}▼
* [[Фізіка плазмы]]
 
== Зноскі ==
{{reflist}}
 
== Літаратура ==
* Плазма // {{Крыніцы/БелЭн|12к}} 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.
 
▲{{Станы матэрыі}}
[[Катэгорыя:Вікіпедыя:Істотныя артыкулы]]▼
[[Катэгорыя:Агрэгатныя станы]]▼
 
 
{{phys-stub}}
 
▲[[Катэгорыя:Вікіпедыя:Істотныя артыкулы]]
▲[[Катэгорыя:Агрэгатныя станы]]
Узята з "https://be.wikipedia.org/wiki/Плазма"