Plazma (fyzika)
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Ve fyzice a chemii se za plazma považuje ionizovaný plyn složený z iontů, elektronů (a případně neutrálních atomů a molekul), který vzniká odtržením elektronů z elektronového obalu atomů plynu, či roztržením molekul (ionizací). O plazmatu se často mluví jako o čtvrtém skupenství hmoty. V exaktní definici plazmatu jsou na ionizovaný plyn kladeny jisté doplňující požadavky. Aby byl ionizovaný plyn považován za plazma, musí vykazovat kolektivní chování a kvazineutralitu.
Plazma je nejrozšířenější forma látky, tvoří až 99% pozorované hmoty vesmíru.
Obsah |
[editovat] Parametry
Plazma existuje ve vesmíru v různých, často velmi odlišných formách. S plazmatem se můžeme setkat například ve formě blesku, polární záře, uvnitř zářivek a tzv. neonů, plazma tvoří také konvenční hvězdy, sluneční vítr, či mlhoviny. Parametry plazmatu v těchto formách se liší o mnoho řádů.
[editovat] Stupeň ionizace
Stupeň ionizace plazmatu (poměr počtu ionizovaných částic vůči celkovému počtu částic) je jedním z nejdůležitějších parametrů, který určuje chování plazmatu. Závisí především na teplotě a lze ho v prvním přiblížení odhadnout ze Sahovy rovnice pro jedenkrát ionizované plazma v termodynamické rovnováze
ni2/nn = C T 3/2 exp[−Ui/kT] ; C ~ 2,4×1021 m−3 .
kde ni je koncentrace jednonásobných iontů, nn je koncentrace neutrálních částic, Ui je ionizační potenciál a T je teplota plazmatu. Sahova rovnice je použitelná pro plyny. Někdy se za jistý druh plazmatu považují i pevné látky (například kovy), které mají volné nosiče nábojů a vykazují kolektivní chování. Zde však počet volných nosičů náboje není určen Sahovou rovnicí.
[editovat] Teplota
[editovat] Hustota
[editovat] Vlastnosti
[editovat] Kvazineutralita a Debyeho stínění
Jednou ze základních vlastností plazmatu je tzv. kvazineutralita. Díky přítomnosti volných nabitých částic se v objemu plazmatu vytváří prostorový náboj a elektrostatické pole, které zpětně silově působí na nabité částice. Výsledkem je kompenzace fluktuací hustoty náboje a plazma se ve větším měřítku jeví jako elektricky neutrální.
S Kvazineutralitou úzce souvisí pojmy Debyeho stínění. Tento jev je pozorován v přítomnosti pevné látky v plazmatu. Pevná látka nese náboj, ale ten je díky kvazineutralitě plazmatu odstíněn. Ve vzdálenosti označované jako Debyeho stínící vzdálenost je již plazma opět kvazineutrální.
Tento fyzikální článek je pahýl. Můžete pomoci Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte. |