Что такое плазма?


Что такое плазма? 

 


Традиционно агрегатные состояния вещества делятся на твердое, жидкое и газообразное. Но, помимо них, в определенных условиях вещество может переходить в еще одно состояние — состояние плазмы.

Любая материя состоит из атомов, которые по сути являются строительными блоками всех привычных нам предметов. Атомы состоят из положительно заряженных протонов, отрицательно заряженных электронов и незаряженных нейтронов. Атомы могут соединяться и образовывать молекулы.

Обычно атомы газа имеют равный отрицательный и положительный заряд, то есть число положительных протонов в ядре атома равняется числу вращающихся вокруг него отрицательных электронов, поэтому в целом атом остается нейтральным.  Плазма образуется, когда при поступлении большого количества тепла (или иного вида энергии) атомы начинают полностью или частично терять свои электроны. В таком случае заряд атомов становится положительным, а отделившиеся от них электроны начинают двигаться независимо. Такие атомы и образовавшийся электрически заряженный газ называют «ионизированными». Когда число ионизированных атомов становится достаточно высоким для изменения электрических характеристик газа, он становится плазмой. Плазма образует и реагирует на электромагнитные поля.

Возьмем для примера молекулу воды H2O. Она состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. На рисунке выше показаны четыре агрегатные состояния H2O: лед в твердой форме, вода в жидкой, пар в газообразной. При воздействии на лед достаточного количества энергии он перейдет из твердой в жидкую форму. Если поступление энергии продолжится, жидкая форма перейдет в газообразную, а затем молекулы пара станут электрически заряженными (ионизированными) и образуют плазму. Термин «плазма» в применении к ионизированному газу впервые был использован в 1929 году американским химиком и физиком доктором Ирвингом Ленгмюром.

Некоторые виды плазмы встречаются в природе, например, Солнце и другие звезды, статическое электричество и молнии.  Также мы каждый день видим и другие, искусственные виды плазмы: неоновые огни, флуоресцентные лампы и плазменные экраны.