Cos'è il plasma sanguigno? Plasma (stato di aggregazione)

Plasmaè un gas parzialmente o completamente ionizzato in cui le densità delle cariche positive e negative sono quasi uguali. Pertanto, in generale, il plasma è un sistema elettricamente neutro.

Determinato dal rapporto tra il numero di atomi ionizzati e il loro numero totale

A seconda del grado di ionizzazione, il plasma viene suddiviso in debolmente ionizzato( - frazioni di percentuale), parzialmente ionizzato(- qualche percentuale) e completamente ionizzato(= 100%). Il plasma debolmente ionizzato è la ionosfera, lo strato superiore dell'atmosfera terrestre. Il Sole e le stelle calde si trovano in uno stato di plasma completamente ionizzato. Il sole e le stelle sono giganteschi grumi di plasma caldo, dove la temperatura è molto elevata, dell'ordine di 10 6 - 10 7 K. Il plasma creato artificialmente con vari gradi di ionizzazione è plasma in scariche di gas e lampade a scarica di gas.

L'esistenza del plasma è associata o al riscaldamento del gas, oppure a radiazioni di varia natura, oppure al bombardamento del gas da parte di particelle cariche veloci.

Numerose proprietà del plasma ci permettono di considerarlo come uno stato speciale della materia. Il plasma è lo stato più comune della materia. Il plasma esiste non solo come sostanza delle stelle e del Sole, ma riempie anche lo spazio tra le stelle e le galassie. Anche lo strato superiore dell'atmosfera terrestre è costituito da plasma debolmente ionizzato. Le particelle di plasma interagiscono intensamente con i campi elettrici e magnetici esterni: grazie alla loro elevata mobilità, le particelle di plasma cariche si muovono facilmente sotto l'influenza di campi elettrici e magnetici. Pertanto, qualsiasi violazione della neutralità elettrica delle singole regioni del plasma causata dall'accumulo di particelle con carica dello stesso segno scompare rapidamente. I campi elettrici risultanti muovono le particelle cariche finché non viene ripristinata la neutralità elettrica e il campo elettrico diventa zero.

Le forze di Coulomb agiscono tra le particelle cariche di plasma e diminuiscono in modo relativamente lento con la distanza. Ogni particella interagisce contemporaneamente con un gran numero di particelle circostanti. Per questo motivo, insieme al movimento termico caotico, le particelle del plasma possono partecipare a una varietà di movimenti ordinati. Vari tipi di oscillazioni e onde vengono facilmente eccitati nel plasma. La conduttività del plasma aumenta all'aumentare del grado di ionizzazione. La conduttività elettrica e termica del plasma completamente ionizzato dipende dalla temperatura secondo le leggi

rispettivamente. Ad alte temperature, il plasma completamente ionizzato si avvicina ai superconduttori nella sua conduttività.

La ionizzazione degli atomi del mezzo interstellare viene effettuata dalla radiazione delle stelle e dei raggi cosmici - flussi di particelle veloci che penetrano nello spazio dell'Universo in tutte le direzioni. A differenza del plasma caldo delle stelle, la temperatura del plasma interstellare è molto bassa.

Il controllo del movimento del plasma nei campi elettrici e magnetici è la base per il suo utilizzo come fluido di lavoro in vari motori per convertire direttamente l'energia interna in energia elettrica: fonti di elettricità al plasma, generatori magnetoidrodinamici. L’uso di motori al plasma a bassa potenza è promettente per i veicoli spaziali. Un potente getto di plasma denso prodotto in una torcia al plasma è ampiamente utilizzato per tagliare e saldare metalli, perforare pozzi e accelerare molte reazioni chimiche. Sono in corso ricerche su larga scala sull'uso del plasma ad alta temperatura per creare reazioni termonucleari controllate.

La parola "plasma" ha molti significati, incluso un termine fisico. Allora, cos’è il plasma in fisica?

Il plasma è un gas ionizzato formato da molecole neutre e particelle cariche. Questo gas è ionizzato: almeno un elettrone è separato dal guscio dei suoi atomi. Una caratteristica distintiva di questo ambiente può essere definita la sua quasi neutralità. Quasineutralità significa che tra tutte le cariche presenti in un volume unitario di plasma, il numero di quelle positive è uguale al numero di quelle negative.

Sappiamo che una sostanza può essere gassosa, liquida o solida e questi stati, chiamati stati aggregati, sono in grado di fluire l'uno nell'altro. Quindi, il plasma è considerato il quarto stato di aggregazione in cui può esistere una sostanza.

Quindi, il plasma si distingue per due proprietà principali: ionizzazione e quasi neutralità. Parleremo ulteriormente delle sue altre caratteristiche, ma prima presteremo attenzione all'origine del termine.

Plasma: storia della definizione

Otto von Guericke iniziò a studiare le scariche nel 1972, ma nei successivi due secoli e mezzo gli scienziati non riuscirono a identificare le proprietà speciali e le caratteristiche distintive del gas ionizzato.

Irving Langmuir è considerato l'autore del termine “plasma” come definizione fisica e chimica. Lo scienziato ha condotto esperimenti con plasma parzialmente ionizzato. Nel 1923, lui e un altro fisico americano Tonks proposero il termine stesso.

La fisica del plasma ebbe origine tra il 1922 e il 1929.

La parola "plasma" è di origine greca e significa una figura scolpita in plastica.

Cos'è il plasma: proprietà, forme, classificazione

Se una sostanza viene riscaldata, diventerà gassosa una volta raggiunta una certa temperatura. Se si continua il riscaldamento, il gas inizierà a disintegrarsi nei suoi atomi costituenti. Poi si trasformano in ioni: questo è il plasma.

Esistono diverse forme di questo stato della materia. Il plasma si manifesta in condizioni terrestri nelle scariche dei fulmini. Forma anche la ionosfera, uno strato nell'atmosfera superiore. La ionosfera appare sotto l'influenza della radiazione ultravioletta e consente di trasmettere segnali radio su lunghe distanze.

C'è molto più plasma nell'Universo. La materia barionica dell'Universo è quasi interamente allo stato di plasma. Il plasma forma le stelle, compreso il Sole. Altre forme di plasma presenti nello spazio sono le nebulose interstellari e il vento solare (un flusso di particelle ionizzate provenienti dal Sole).

In natura, oltre ai fulmini e alla ionosfera, il plasma esiste sotto forma di fenomeni interessanti come l'aurora boreale e l'aurora boreale.

Esiste il plasma artificiale, ad esempio nelle lampade fluorescenti e al plasma, negli archi elettrici delle lampade ad arco, ecc.

Classificazione del plasma

I plasma sono:

• ideale, imperfetto;
• alta, bassa temperatura;
• non equilibrio ed equilibrio.

Plasma e gas: confronto

Plasma e gas sono simili sotto molti aspetti, ma esistono differenze significative nelle loro proprietà. Ad esempio, gas e plasma differiscono nella conduttività elettrica: il gas ha valori bassi per questo parametro, mentre il plasma, al contrario, ha valori elevati. Il gas è costituito da particelle simili, plasma - di proprietà diverse - carica, velocità di movimento, ecc.

Nei primi tre stati - solido, liquido e gassoso - le forze elettriche e magnetiche sono profondamente nascoste nelle profondità della materia. Sono interamente utilizzati per legare nuclei ed elettroni, atomi e cristalli. La sostanza in questi stati è generalmente elettricamente neutra. Un'altra cosa è il plasma. Le forze elettriche e magnetiche vengono qui alla ribalta e determinano tutte le sue proprietà fondamentali. Il plasma combina le proprietà di tre stati: solido (), liquido (elettrolita) e gassoso. Dal metallo prende un'elevata conduttività elettrica, dall'elettrolita - conduttività ionica, dal gas - elevata mobilità delle particelle. E tutte queste proprietà sono intrecciate in modo così complesso che il plasma risulta essere molto difficile da studiare.

Eppure gli scienziati riescono a osservare la nube di gas abbagliante con l'aiuto di sottili strumenti fisici. Sono interessati alla composizione quantitativa e qualitativa del plasma, all'interazione delle sue parti tra loro.

Non puoi toccare il plasma caldo con le mani. Si avverte utilizzando "dita" molto sensibili: elettrodi inseriti nel plasma. Questi elettrodi sono chiamati sonde. Misurando la corrente che fluisce alla sonda a diverse tensioni, puoi scoprire il grado di concentrazione di elettroni e ioni, la loro temperatura e una serie di altre caratteristiche del plasma (a proposito, è interessante che anche la carta A4, con alcune manipolazioni con esso possono anche trasformarsi in plasma)

La composizione del plasma viene determinata prelevando campioni della sostanza plasmatica. Elettrodi speciali estraggono piccole porzioni di ioni, che vengono poi suddivisi in base alla massa utilizzando un ingegnoso dispositivo fisico: uno spettrometro di massa. Questa analisi permette anche di scoprire il segno e il grado di ionizzazione, cioè gli atomi ionizzati negativamente o positivamente, singolarmente o ripetutamente.

Il plasma può essere percepito anche utilizzando le onde radio. A differenza del gas normale, il plasma li riflette fortemente, a volte più fortemente dei metalli. Ciò è dovuto alla presenza di cariche elettriche libere nel plasma. Fino a poco tempo fa, tale rilevamento radio era l'unica fonte di informazioni sulla ionosfera, un meraviglioso "specchio" di plasma che la natura ha posizionato in alto sopra la Terra. Oggi la ionosfera viene studiata anche con l’ausilio di satelliti artificiali e razzi ad alta quota, che prelevano campioni di materia ionosferica e la analizzano “sul posto”.

Il plasma è uno stato della materia molto instabile. Garantire il movimento coordinato di tutti i suoi componenti è un compito molto difficile. Sembra spesso che ciò sia stato raggiunto, il plasma è pacificato, ma all'improvviso, per ragioni non sempre note, si formano condensazioni e rarefazioni, sorgono forti vibrazioni e il suo comportamento calmo viene bruscamente interrotto.

A volte il “gioco” delle forze elettriche e magnetiche nel plasma stesso viene in aiuto degli scienziati. Queste forze possono formare dal plasma corpi di forma compatta e regolare, chiamati plasmoidi. La forma dei plasmoidi può essere molto varia. Ci sono anelli, tubi, doppi anelli e corde attorcigliate. I plasmoidi sono abbastanza stabili. Ad esempio, se "spari" due plasmoidi l'uno verso l'altro, in caso di collisione voleranno via l'uno dall'altro, come palle da biliardo.

Lo studio dei plasmoidi ci consente di comprendere meglio i processi che si verificano con il plasma su scala gigantesca dell'universo. Un tipo di plasmoide, la corda, svolge un ruolo molto importante nei tentativi degli scienziati di crearne uno controllato. A quanto pare i mangiatori di plasma verranno utilizzati anche nella chimica del plasma e nella metallurgia.

SULLA TERRA E NELLO SPAZIO

Sulla Terra, il plasma è uno stato della materia piuttosto raro. Ma già a basse quote comincia a prevalere lo stato plasmatico. Le potenti radiazioni ultraviolette, corpuscolari e X ionizzano l'aria nell'alta atmosfera e provocano la formazione di "nuvole" di plasma nella ionosfera. Gli strati superiori dell'atmosfera costituiscono l'armatura protettiva della Terra, proteggendo tutti gli esseri viventi dagli effetti distruttivi delle radiazioni solari. La ionosfera è un ottimo specchio per le onde radio (ad eccezione di quelle ultracorti), consentendo le comunicazioni radio terrestri su lunghe distanze.

Gli strati superiori della ionosfera non scompaiono di notte: il plasma in essi contenuto è troppo rarefatto perché gli ioni e gli elettroni apparsi durante il giorno possano riunirsi. Più ci si allontana dalla Terra, meno atomi neutri ci sono nell'atmosfera, e ad una distanza di cento milioni e mezzo di chilometri si trova il colossale grumo di plasma più vicino a noi -.

Da esso fuoriescono costantemente fontane di plasma, a volte fino a un'altezza di milioni di chilometri, le cosiddette protuberanze. Vortici di plasma leggermente meno caldo – le macchie solari – si muovono attraverso la superficie. La temperatura sulla superficie del Sole è di circa 5.500°, le macchie solari sono 1.000° più basse. A 70mila chilometri di profondità sono già 400.000°, e ancora più in là la temperatura del plasma supera i 10 milioni di gradi.

In queste condizioni, i nuclei degli atomi della materia solare sono completamente esposti. Qui, sotto enormi pressioni, si verificano costantemente reazioni termonucleari di nuclei di idrogeno che si fondono e li trasformano in nuclei. L'energia rilasciata in questo caso reintegra quella che il Sole irradia così generosamente nello spazio, “riscaldando” e illuminando il suo intero sistema di pianeti.

Le stelle nell'universo si trovano a diversi stadi di sviluppo. Alcuni muoiono, trasformandosi lentamente in gas freddo e non luminoso, altri esplodono, lanciando nello spazio enormi nubi di plasma, che dopo milioni e miliardi di anni raggiungono altri mondi stellari sotto forma di raggi cosmici. Ci sono aree in cui le forze gravitazionali condensano nubi di gas, la pressione e la temperatura aumentano in esse fino a quando non si creano condizioni favorevoli per la comparsa del plasma e l'inizio di reazioni termonucleari - e quindi divampano nuove stelle. Il plasma in natura è a ciclo continuo.

PRESENTE E FUTURO DEL PLASMA

Gli scienziati sono sul punto di padroneggiare il plasma. Agli albori dell'umanità, la conquista più grande era la capacità di creare e mantenere il fuoco. Ma oggi era necessario creare e preservare a lungo un altro plasma, molto più “altamente organizzato”.

Abbiamo già parlato dell'uso del plasma in ambito domestico: arco voltaico, lampade fluorescenti, gastron e tiratron. Ma ciò che “funziona” qui è un plasma relativamente freddo. In un arco voltaico, ad esempio, la temperatura degli ioni è di circa quattromila gradi. Tuttavia, ora compaiono leghe super resistenti al calore che possono resistere a temperature fino a 10-15 mila gradi. Per elaborarli, è necessario un plasma con una temperatura ionica più elevata. Il suo utilizzo è molto promettente per l'industria chimica, poiché molte reazioni procedono più velocemente quanto più alta è la temperatura.

A quale temperatura sei riuscito a riscaldare il plasma finora? Fino a decine di milioni di gradi. E questo non è il limite. I ricercatori si stanno già avvicinando a una reazione di fusione termonucleare controllata, durante la quale vengono rilasciate enormi quantità di energia. Immagina un sole artificiale. E non solo uno, ma diversi. Dopotutto, cambieranno il clima del nostro pianeta ed elimineranno per sempre la preoccupazione dell’umanità per il carburante.

Ecco le applicazioni che attendono il plasma. Nel frattempo le ricerche sono in corso. Grandi gruppi di scienziati stanno lavorando duramente per avvicinare il giorno in cui il quarto stato della materia diventerà per noi comune quanto gli altri tre.

Ad alte temperature, sotto l'influenza elettromagnetica campi di alta intensità, quando irradiati da flussi di particelle cariche di alta energia. Una caratteristica del plasma, che lo distingue dal normale plasma ionizzato, è che le dimensioni lineari del volume occupato dal plasma sono molto più grandi del cosiddetto. Raggio di schermatura Debye D (vedi). Il valore di D per l'i-esimo con H i e t-roy T i è determinato dall'espressione:

dove ne e e T e - e t-ra rispettivamente, e i - carica, e-elementare elettrico. carica (carica), k-. Da questa espressione segue che nel plasma, di regola, le temperature differiscono.

In un plasma a bassa temperatura, l'energia è media o significativamente inferiore all'energia di ionizzazione effettiva delle particelle; Il plasma ad alta temperatura è considerato quello caratterizzato dal rapporto inverso delle energie indicate (viene preso in considerazione il contributo delle particelle decomposte alla ionizzazione). Tipicamente, il plasma a bassa temperatura ha una temperatura delle particelle inferiore a 10 5 K, il plasma ad alta temperatura è di circa 10 -10 8 K. Viene chiamato il rapporto tra le particelle cariche e il totale di tutte le particelle. grado di ionizzazione del plasma.

P laser ottenuto in laboratorio. condizioni, è in termodinamica. senso ed è sempre termodinamicamente non equilibrio. energia e massa portano a una violazione della termodinamica locale. e stazionarietà (vedi), la legge di Planck per il campo di radiazione, di regola, non è soddisfatta. Si chiama plasma termico, se il suo stato è descritto nel quadro di un modello termico locale. , vale a dire: tutte le particelle sono distribuite secondo la velocità secondo la legge di Maxwell; i parametri di tutti i componenti sono gli stessi; viene determinata la composizione del plasma, in particolare viene determinata la composizione ionica tra ionizzazione e (la formula di Eggert-Sach è essenzialmente un'espressione di questi processi); energia della popolazione i livelli di tutte le particelle obbediscono alla distribuzione di Boltzmann. Il plasma termico è solitamente caratterizzato da un elevato grado di ionizzazione e può. implementato con un'energia di ionizzazione effettiva relativamente bassa con una densità ottica abbastanza elevata. densità (cioè la radiazione del plasma viene quasi completamente assorbita dalle sue stesse particelle). Il plasma è solitamente descritto da un modello termico locale parziale. , che comprende tutto quanto sopra. posizione, ma richiede la subordinazione della legge di Boltzmann delle popolazioni di soli livelli eccitati di particelle plasmatiche, escludendo i loro stati fondamentali. Questo plasma si chiama quasi-equilibrio; un esempio di colonna plasma-elettrica di quasi equilibrio. archi alle atm. .

Mancato rispetto di almeno una delle condizioni termiche locali. porta alla comparsa di un plasma non in equilibrio. Ovviamente, esiste un numero infinito di stati di non equilibrio del plasma. Un esempio di plasma altamente non in equilibrio è il plasma di una scarica luminescente a 10 1 -10 3 Pa, in cui l'energia media è 3-6 eV e la temperatura delle particelle pesanti solitamente non supera i 1000 K. L'esistenza e la stazionarietà di tale stato di non equilibrio del plasma è dovuto alla difficoltà di scambio di energia tra particelle pesanti. Nel plasma mol. , inoltre, potrebbe essere inefficacescambio di energia tra diversi interno gradi di libertà: elettronico, vibrazionale, rotazionale. All'interno di ciascun grado di libertà, lo scambio di energia avviene in modo relativamente semplice, il che porta alla creazione di distribuzioni quasi di equilibrio delle particelle secondo le energie corrispondenti. stati. In questo caso si parla di elettronica, oscillazione, rotazione. t-x delle particelle di plasma.

Di base Le caratteristiche del plasma che lo distinguono dal neutro e ci permettono di considerare il plasma come uno speciale quarto stato della materia (quarto stato) sono le seguenti.

1) Interazione collettiva, ad es. interazione simultanea tra loro di un gran numero di particelle (in condizioni normali, l'interazione tra le particelle è solitamente a coppie), poiché le forze di attrazione e repulsione di Coulomb diminuiscono con la distanza molto più lentamente delle forze di interazione. particelle neutre, cioè interazione nel plasma sono “a lungo raggio”.

2) Forte influenza dell'elettricità. e mag. campi sulle proprietà del plasma, che porta alla comparsa di spazi nel plasma. cariche e correnti e determina un numero di specifici. luce al plasma.

Una delle proprietà più importanti del plasma è la sua quasineutralità, cioè compensazione reciproca quasi completa delle cariche a distanze significativamente maggiori del raggio di schermatura di Debye. Elettrico

La stragrande maggioranza dell'Universo è nello stato di plasma: stelle, stellari, galattici. nebulose e mezzo interstellare. Vicino alla Terra, il plasma esiste nello spazio sotto forma di “vento solare”, riempie la magnetosfera terrestre (formando la cintura di radiazione terrestre) e la ionosfera. I processi nel plasma vicino alla Terra sono causati da campi magnetici. tempeste e aurore. La riflessione delle onde radio dal plasma ionosferico offre la possibilità di comunicazioni radio a lunga distanza sulla Terra.

Al laboratorio. condizioni e industriali applicazioni, il plasma viene prodotto elettricamente. classificarsi

I tempi in cui il plasma era associato a qualcosa di irreale, incomprensibile, fantastico sono ormai lontani. Al giorno d'oggi questo concetto viene utilizzato attivamente. Il plasma è utilizzato nell'industria. È ampiamente utilizzato nell'illuminotecnica. Un esempio sono le lampade a scarica di gas che illuminano le strade. Ma è presente anche nelle lampade fluorescenti. Esiste anche nella saldatura elettrica. Dopotutto, un arco di saldatura è un plasma generato da una torcia al plasma. Si possono fare molti altri esempi.

La fisica del plasma è una branca importante della scienza. Pertanto, vale la pena comprendere i concetti di base ad esso correlati. A questo è dedicato il nostro articolo.

Definizione e tipi di plasma

Ciò che è dato in fisica è abbastanza chiaro. Il plasma è uno stato della materia quando quest'ultima contiene un numero significativo (paragonabile al numero totale delle particelle) di particelle cariche (portatori) capaci di muoversi più o meno liberamente all'interno della sostanza. Si possono distinguere i seguenti tipi principali di plasma in fisica. Se i portatori appartengono a particelle dello stesso tipo (e le particelle di segno opposto di carica, neutralizzando il sistema, non hanno libertà di movimento), si parla di monocomponente. Nel caso opposto, è bi o multi componente.

Caratteristiche del plasma

Quindi, abbiamo brevemente descritto il concetto di plasma. La fisica è una scienza esatta, quindi non puoi fare a meno delle definizioni. Parliamo ora delle caratteristiche principali di questo stato della materia.

In fisica quanto segue. Prima di tutto, in questo stato, sotto l'influenza di forze elettromagnetiche già piccole, si verifica un movimento di portatori: una corrente che scorre in questo modo finché queste forze non scompaiono a causa della schermatura delle loro fonti. Pertanto, il plasma alla fine entra in uno stato in cui è quasi neutro. In altre parole, i suoi volumi maggiori di un certo valore microscopico hanno carica zero. La seconda caratteristica del plasma è associata alla natura a lungo raggio delle forze di Coulomb e Ampere. Sta nel fatto che i movimenti in questo stato, di regola, sono di natura collettiva, coinvolgendo un gran numero di particelle cariche. Queste sono le proprietà fondamentali del plasma in fisica. Sarebbe utile ricordarli.

Entrambe queste caratteristiche portano al fatto che la fisica del plasma è insolitamente ricca e diversificata. La sua manifestazione più sorprendente è la facilità con cui si verificano vari tipi di instabilità. Costituiscono un serio ostacolo che complica l'uso pratico del plasma. La fisica è una scienza in continua evoluzione. Si può quindi sperare che col tempo questi ostacoli vengano rimossi.

Plasma nei liquidi

Passando ad esempi specifici di strutture, iniziamo considerando i sottosistemi del plasma nella materia condensata. Tra i liquidi va innanzitutto menzionato - un esempio che corrisponde al sottosistema plasma - un plasma monocomponente di trasportatori di elettroni. A rigor di termini, la categoria che ci interessa dovrebbe includere i liquidi elettrolitici in cui sono presenti portatori: ioni di entrambi i segni. Tuttavia, per vari motivi, gli elettroliti non sono inclusi in questa categoria. Uno di questi è che l'elettrolita non contiene portatori leggeri e mobili come gli elettroni. Pertanto, le proprietà del plasma di cui sopra sono molto meno pronunciate.

Plasma in cristalli

Il plasma nei cristalli ha un nome speciale: plasma allo stato solido. Sebbene i cristalli ionici abbiano cariche, sono immobili. Ecco perché non c'è plasma lì. Nei metalli ci sono conduttività che compongono un plasma monocomponente. La sua carica è compensata dalla carica di ioni immobili (più precisamente, incapaci di muoversi su lunghe distanze).

Plasma nei semiconduttori

Considerando le basi della fisica del plasma, va notato che nei semiconduttori la situazione è più diversificata. Descriviamolo brevemente. Il plasma monocomponente in queste sostanze può formarsi se vengono introdotte impurità appropriate in esse. Se le impurità cedono facilmente elettroni (donatori), compaiono portatori di tipo n - elettroni. Se le impurità, al contrario, selezionano facilmente gli elettroni (accettori), compaiono portatori di tipo p: buchi (spazi vuoti nella distribuzione degli elettroni), che si comportano come particelle con una carica positiva. Un plasma bicomponente, formato da elettroni e lacune, si forma nei semiconduttori in modo ancora più semplice. Ad esempio, appare sotto l'influenza del pompaggio della luce, che lancia gli elettroni dalla banda di valenza alla banda di conduzione. Si noti che in determinate condizioni, elettroni e lacune attratti l'uno dall'altro possono formare uno stato legato simile a un atomo di idrogeno - un eccitone, e se il pompaggio è intenso e la densità degli eccitoni è elevata, allora si fondono insieme e formano una goccia di liquido con lacuna elettronica. A volte questo stato è considerato un nuovo stato della materia.

Ionizzazione del gas

Gli esempi forniti si riferiscono a casi particolari dello stato di plasma, e il plasma nella sua forma pura è chiamato Molti fattori possono portare alla sua ionizzazione: campo elettrico (scarica di gas, temporale), flusso luminoso (fotoionizzazione), particelle veloci (radiazione da sorgenti radioattive , raggi cosmici, che furono scoperti aumentando il grado di ionizzazione con l'altezza). Tuttavia, il fattore principale è il riscaldamento del gas (ionizzazione termica). In questo caso l'elettrone viene separato dall'urto con quest'ultimo da un'altra particella di gas dotata di sufficiente energia cinetica a causa dell'elevata temperatura.

Plasma ad alta e bassa temperatura

La fisica del plasma a bassa temperatura è qualcosa con cui entriamo in contatto quasi ogni giorno. Esempi di tale stato sono le fiamme, la materia in una scarica di gas e fulmini, vari tipi di plasma cosmico freddo (iono e magnetosfere di pianeti e stelle), sostanza di lavoro in vari dispositivi tecnici (generatori MHD, bruciatori, ecc.). Esempi di plasma ad alta temperatura sono la sostanza delle stelle in tutte le fasi della loro evoluzione, ad eccezione della prima infanzia e della vecchiaia, la sostanza di lavoro negli impianti di fusione termonucleare controllata (tokamak, dispositivi laser, dispositivi a raggio, ecc.).

Quarto stato della materia

Un secolo e mezzo fa, molti fisici e chimici credevano che la materia fosse costituita solo da molecole e atomi. Sono combinati in combinazioni completamente disordinate o più o meno ordinate. Si credeva che esistessero tre fasi: gassosa, liquida e solida. Le sostanze li assumono sotto l'influenza di condizioni esterne.

Tuttavia attualmente possiamo dire che esistono 4 stati della materia. È il plasma che può essere considerato nuovo, il quarto. La sua differenza dagli stati condensati (solido e liquido) è che, come un gas, non ha solo elasticità al taglio, ma anche un volume intrinseco fisso. D'altra parte, il plasma è simile allo stato condensato per la presenza dell'ordine a corto raggio, cioè la correlazione delle posizioni e della composizione delle particelle adiacenti ad una data carica del plasma. In questo caso, tale correlazione non è generata da forze intermolecolari, ma da forze di Coulomb: una data carica respinge le cariche con lo stesso nome e attrae le cariche con lo stesso nome.

La fisica del plasma è stata da noi brevemente ripassata. Questo argomento è piuttosto esteso, quindi possiamo solo dire che ne abbiamo trattato le basi. La fisica del plasma merita certamente un’ulteriore considerazione.