PLASMA (din plasa grecească, luminată, decorată), gaz parțial sau complet ionizat. formată ca rezultat al termului. ionizarea atomilor și a moleculelor la temperaturi ridicate, sub acțiunea electromagneților. câmpuri de intensitate ridicată, atunci când gazul este iradiat cu fluxuri de particule de energie încărcată de mare energie. O caracteristică caracteristică a plasmei, care îl deosebește de gazul obișnuit ionizat. constă în faptul că dimensiunile liniare ale volumului ocupat de plasmă sunt mult mai mari decât m. Debye raza de screening D (vezi teoria lui Debye-Hückel). Valoarea D pentru ionul i-th cu concentrația Hi și Ti Ti este dată de:
Într-o plasmă cu temperatură scăzută, energia medie a electronilor sau a ionilor este mult mai mică decât energia eficientă de ionizare a particulelor de gaz; se consideră o plasmă cu temperatură înaltă, caracterizată printr-o relație inversă a acestor energii (se ia în considerare contribuția la ionizarea diferitelor particule). De obicei, plasma de temperatură joasă are particule m py mai mici de 10 5 K, înaltă ordine 10 -10 8 K. Raportul dintre concentrația de particule încărcate la concentrația totală a tuturor particulelor este numit. gradul de ionizare a plasmei.
Plasma obținută în laborator. condiții, este în termodinamică. sensul este un sistem deschis și este întotdeauna termodinamic neechilibru. Procesele de transfer de energie și masă conduc la o încălcare a termodinamicii locale. echilibrul și staționaritatea (a se vedea chimia termodinamică), legea lui Planck pentru câmpul de radiații, de regulă, nu se păstrează. Se cheamă plasma. Termică dacă starea sa este descrisă în cadrul modelului local therm. echilibru. și anume: toate particulele sunt distribuite în funcție de viteze, în conformitate cu legea lui Maxwell; m-a tuturor componentelor sunt aceleași; compoziția plasmei este determinată de legea maselor care acționează. în particular, compoziția ionică se datorează echilibrului dintre ionizare și recombinare (ecuația Eagert-Saha este în esență o expresie a constantei de echilibru a acestor procese); energie de ocupare. nivelurile tuturor particulelor respectă distribuția Boltzmann. Plasma termică este de obicei caracterizată printr-un grad ridicat de ionizare și m. este realizată în gaze cu o energie de ionizare relativ scăzută la o valoare optică suficient de ridicată. (adică radiația plasmatică este aproape complet absorbită de propriile particule). De obicei, plasma este descrisă de un model de termorizator local parțial. echilibru. to-heaven include toate cele de mai sus. dar necesită supunerea legii Boltzmann a populațiilor de nivele excitate de particule de plasmă, excluzând statele lor de bază. Se cheamă o astfel de plasmă. cvasi-echilibru; un exemplu de plasmă de cvasi-echilibru este coloana electrică. arc la atmosferă. presiune.
Nerespectarea a cel puțin uneia dintre condițiile unui termistor local. echilibrul conduce la apariția unei plasme neechilibrate. Evident, există un număr infinit de stări de neechilibru ale plasmei. Un exemplu de plasmă puternic neechilibru este plasma cu descărcare luminiscentă în gazele de la presiuni de la 10 1 la 10 3 Pa, într-o energie medie roi de electroni este de 6,3 eV, și particule grele t-pa, de obicei, nu depășește 1000 K. Existența și acest staionaritate stat neechilibru Plasmele sunt cauzate de dificultatea schimbului de energie între electroni și particule grele. În plasmă, spun ei. Gaze. În plus, poate exista un schimb ineficient de energie între decompoziții. ext. grade de libertate: electronice, vibraționale, rotative. În fiecare dintre gradele de libertate, schimbul de energie are loc relativ ușor, ceea ce conduce la stabilirea unor distribuții de particule cvasi-echilibrate față de energiile corespunzătoare. state. În acest caz vorbim despre o oscilație electronică. vârtejul. μ-particulele de plasmă.
DOS. Caracteristicile plasmei care o deosebesc de un gaz neutru și permit tratarea plasmei ca o stare specială a celei de-a patra materii (a patra stare de agregare în stare) sunt după cum urmează.
1) Colectiv reciproc. și anume simultan. împreună un număr mare de particule (în condiții de gaz normale în timpul interacțiunii normale. între particulele de obicei pereche), datorită faptului că forțele Coulomb de atracție și repulsie scădere cu distanța este mult mai lent decât forțele de interacțiune. particule neutre, adică interacțiune. în plasmă sunt "distanțe lungi".
2) Influența puternică a electricității. și magn. câmpuri pe plasmă, ceea ce duce la apariția de spații în plasmă. încărcări și curenți și determină o serie de caracteristici specifice. în plasmă.
Una dintre cele mai importante proprietăți ale plasmei este quasineutralitatea, adică compensarea reciprocă aproape completă a taxelor la distanțe mult mai mari decât raza de detecție Debye. Electrice. Câmpul unei particule încărcate individual în plasmă este trecut prin câmpuri de particule cu o încărcătură de semn opus, adică practic scade la zero la distanțele de ordinul razei Debye a particulei. Orice încălcare a quasineutralității în volumul ocupat de plasmă conduce la apariția unor încărcări electrice puternice. câmpuri de spații. încărcări care restabilește quasineutralitatea plasmei.
În starea de plasmă există o parte covârșitoare a Universului - stele, atmosfere stelare. Galactic. nebuloase și medii interstelare. Lângă Pământ, plasma există în spațiu sub forma unui "vânt solar", umple magnetosfera pământului (formând centura radiantă a Pământului) și ionosfera. Procesele din plasa din apropierea Pământului sunt cauzate de magneziu. furtuni și aurouri. Reflexia undelor radio din plasma ionospherică oferă posibilitatea comunicațiilor radio pe distanțe lungi pe Pământ.
În laborator. condiții și cu ind. aplicațiile de plasmă sunt obținute cu ajutorul aparatelor electrice. evacuare în gaze. în procesele de ardere și explozie. Plasma este utilizată în acceleratoare de plasmă, magnetohidrodinamică. generatoare, în laborator. instalații pentru studierea problemelor de fuziune termonucleară controlată.
MN. Seturile de electroni și găuri în semiconductori și electronii de conducere din metale sunt caracteristice pentru plasmă. care sunt denumite, prin urmare, plasma de solide.
Termenul "plasmă" a fost introdus în 1923 de către I. Langmuir și L. Tonks.