Плазмата е a състояние на материята където газ фаза се захранва до атомна електрони вече не са свързани с някакъв конкретен атом ядро. Плазмите са съставени от положително заредени йони и несвързани електрони. Плазмата може да бъде произведена чрез загряване на газ до йонизация или подлагане на силно електромагнитно поле.
Терминът плазма идва от гръцка дума, която означава желе или формовъчен материал. Думата е въведена през 20-те години на миналия век от химика Ървинг Лангмюр.
Плазмата се счита за едно от четирите основни състояния на материята, заедно с твърди вещества, течности и газове. Докато останалите три състояния на материята често се срещат в ежедневието, плазмата е сравнително рядка.
Примери за плазма
Играчката с плазмена топка е типична пример за плазма и как се държи. Плазмата се намира и в неонови светлини, плазмени дисплеи, горелки за дъгово заваряване и намотки на Tesla. Естествените примери за плазма включват светкавична полярност, йоносфера, огън на Сейнт Елмо и електрически искри. Въпреки че не се вижда често на Земята, плазмата е най-разпространената форма на материята във Вселената (с изключение на може би тъмна материя). Звездите, вътрешността на Слънцето, слънчевият вятър и слънчевата корона се състоят от напълно йонизирана плазма. Междузвездната среда и междугалактичната среда също съдържат плазма.
Свойства на плазмата
В известен смисъл плазмата е като газ, тъй като приема формата и обема на своя контейнер. Плазмата обаче не е толкова свободна като газ, тъй като частиците й са електрически заредени. Противоположните заряди се привличат взаимно, често причиняват плазма да поддържа обща форма или поток. Заредените частици също означават, че плазмата може да бъде оформена или съдържаща електрически и магнитни полета. Плазмата обикновено е с много по-ниско налягане от газ.
Видове плазма
Плазмата е резултат от йонизацията на атомите. Тъй като е възможно всички или част от атомите да бъдат йонизирани, има различни степени на йонизация. Нивото на йонизация се контролира главно от температурата, където увеличаването на температурата увеличава степента на йонизация. Материята, в която само 1% от частиците са йонизирани, може да покаже характеристики на плазмата, но не бъда плазма.
Плазмата може да бъде категоризирана като "гореща" или "напълно йонизирана", ако почти всички частици са йонизирани, или "студени" или "непълно йонизирани", ако малка част от молекулите е йонизирана. Обърнете внимание, че температурата на студената плазма все още може да бъде невероятно гореща (хиляди градуси по Целзий)!
Друг начин за категоризиране на плазмата е термичен или нетермален. В термичната плазма електроните и по-тежките частици са в термично равновесие или при същата температура. В нетермалната плазма електроните са при много по-висока температура от йони и неутрални частици (която може да е при стайна температура).
Откриване на плазма
Първото научно описание на плазмата е направено от сър Уилям Крукс през 1879 г. във връзка с това, което той нарича „лъчева материя“ в катодна лъчева тръба на Крукс. Британски физик Сър Дж. Дж. Томсън експерименти с катодна тръба го накараха да предложи атомен модел, в който атомите се състоят от положително (протони) и отрицателно заредени субатомни частици. През 1928 г. Лангмюр дава име на формата на материята.