فیزیک پلاسما

می دانیم که برای ماده سه حالت جامد ، مایع و گاز در نظر گرفته میشود. اما در مباحث علمی معمولا یک حالت چهارم نیز برای ماده فرض میشود. حدوث طبیعی پلاسما در دماهای بالا ، سبب تخصیص عنوان چهارمین حالت ماده به آن شده است. یک نمونه بسیار طبیعی از پلاسما آتش است بنابراین خورشید نمونهای از پلاسمای داغ بزرگ است.
شنبه، 13 تير 1388
تخمین زمان مطالعه:
موارد بیشتر برای شما
فیزیک پلاسما
فیزیک پلاسما
فیزیک پلاسما





می دانیم که برای ماده سه حالت جامد ، مایع و گاز در نظر گرفته میشود. اما در مباحث علمی معمولا یک حالت چهارم نیز برای ماده فرض میشود. حدوث طبیعی پلاسما در دماهای بالا ، سبب تخصیص عنوان چهارمین حالت ماده به آن شده است. یک نمونه بسیار طبیعی از پلاسما آتش است بنابراین خورشید نمونهای از پلاسمای داغ بزرگ است.

تعریف پلاسما

پلاسما گاز شبه خنثایی از ذرات باردار و خنثی است که رفتار جمعی از خود ارایه میدهد. به عبارت دیگر میتوان گفت که واژه پلاسما به گاز یونیزه شدهای اطلاق میشود که همه یا بخش قابل توجهی از اتمهای آن یک یا چند الکترون از دست داده و به یونهای مثبت تبدیل شده باشند. یا به گاز به شدت یونیزه شدهای که تعداد الکترونهای آزاد آن تقریبا برابر با تعداد یونهای مثبت آن باشد، پلاسما گفته میشود.

حدود پلاسما

اغلب گفته میشود که ۹۹% ماده موجود در طبیعت در حالت پلاسماست، یعنی به شکل گاز الکتریسته داری که اتمهایش به یونهای مثبت و الکترون منفی تجزیه شده باشد. این تخمین هر چند ممکن است خیلی دقیق نباشد ولی تخمین معقولی است از این واقعیت که درون ستارگان و جو آنها، ابرهای گازی و اغلب هیدروژن فضای بین ستارگان بصورت پلاسماست. در نزدیکی خود ما ، وقتیکه جو زمین را ترک میکنیم بلافاصله با پلاسمایی مواجه می شویم که شامل کمربندهای تشعشعی وان آلن و بادهای خورشیدی است.
در زندگی روزمره نیز با چند نمونه محدود از پلاسما مواجه میشویم. جرقه رعد و برق ، تابش ملایم شفق قطبی ، گازهای داخل یک لامپ فلورسان یا لامپ نیون و یونیزاسیون. مختصری که در گازهای خروجی یک موشک دیده میشود. بنابراین می توان گفت که ما در یک درصدی از عالم زندگی میکنیم که در آن پلاسما بطور طبیعی یافت نمیشود.

آیا کلمه پلاسما یک کلمه بامسما است؟

کلمه پلاسما ظاهرا بیمسما به نظر میرسد. این کلمه از یک لغت یونانی آمده است که هر چیز به قالب ریخته شده یا ساخته شده را گویند. پلاسما به علت رفتار جمعی که از خودشان نشان میدهد، گرایشی به متاثر شدن در اثر عوامل خارجی ندارد، و اغلب طوری عمل میکند که گویا دارای رفتار مخصوص به خودش است.

حفاظ دبای

یکی از مشخصات اساسی رفتار پلاسما ، توانایی آن برای ایجاد حفاظ در مقابل پتانیسیلهای الکتریکی است که به آن اعمال میشوند. فرض کنید بخواهیم با وارد کردن دو گلوله بارداری که به یک باتری وصل شدهاند یک میدان الکتریکی در داخل پلاسما بوجود آوریم. این گلوله ها ، ذرات یا بارهای مخالف خود را جذب میکنند و تقریبا بلافاصله ، ابری از یونهای اطراف گلوله منفی و ابری اطراف گلوله مثبت را فرا میگیرند.
اگر پلاسما سرد باشد و هیچگونه حرکت حرارتی وجود نداشته باشد، تعداد بار ابر برابر بار گلوله میگردد، در این صورت عمل حفاظ کامل میشود و هیچ میدان الکتریکی در حجم پلاسما در خارج از ناحیه ابرها وجود نخواهد داشت. این حفاظ را اصطلاحا حفاظ دبای می گویند.

معیارهای پلاسما

طول موج دبای (لاندای دی) باید خیلی کوچکتر از ابعاد پلاسما ( L ) باشد.
تعداد ذرات موجود در یک کره دبای (ND ) باید خیلی بزرگتر باشد.
حاصلضرب فرکانس نوسانات نوعی پلاسما ( W ) در زمان متوسط بین برخوردهای انجام شده با اتمهای خنثی ( t ) باید بزرگتر از یک باشد.

کاربردهای فیزیک پلاسما

- تخلیه های گازی
قدیمیترین کار با پلاسما ، مربوط به لانگمیر ، تانکس و همکاران آنها در سال ۱۹۲۰ میشود. تحقیقات در این مورد ، از نیازی سرچشمه میگرفت که برای توسعه لوله های خلایی که بتوانند جریانهای قوی را حمل کنند، و در نتیجه میبایست از گازهای یونیزه پر شوند احساس میشد.
- همجوشی گرما هستهای کنترل شده
فیزیک پلاسمای جدید ( از حدود ۱۹۵۲ که در آن ساختن راکتوری بر اساس کنترل همجوشی بمب هیدروژنی پیشنهاد گردید، آغاز میشود.
- فیزیک فضا
کاربرد مهم دیگر فیزیک پلاسما ، مطالعه فضای اطراف زمین است. جریان پیوستهای از ذرات باردار که باد خورشیدی خوانده میشود، به مگنتوسفر زمین برخورد میکند. درون و جو ستارگان آن قدر داغ هستند که میتوانند در حالت پلاسما باشند.
- تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیک ( MHD ) و پیشرانش یونی
دو کاربرد عملی فیزیک پلاسما در تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیک ، از یک فواره غلیظ پلاسما که به داخل یک میدان مغناطیسی پیشرانده میشود، میباشد.
- پلاسمای حالت جامد
الکترونهای آزاد و حفرهها در نیمه رساناها ، پلاسمایی را تشکیل میدهند که همان نوع نوسانات و ناپایداریهای یک پلاسمای گازی را عرضه می دارد.
- لیزرهای گازی
عادیترین پمپاژ ( تلمبه کردن ) یک لیزر گازی ، یعنی وارونه کردن جمعیت حالاتی که منجر به تقویت نور میشود، استفاده از تخلیه گازی است.
- شایان ذکر است که کاربردهای دیگری مانند چاقوی پلاسما ، تلویزیون پلاسما ، تفنگ الکترونی ، لامپ پلاسما و غیره نیز وجود دارد که در اینجا فقط کاربردهای پلاسما در حالت کلی بیان شده است.
منبع:http://www.academist.ir


نظرات کاربران
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
مقالات مرتبط
موارد بیشتر برای شما
فلسفه وقف در اسلام؛ از خیر لحظه‌ای تا خیر ماندگار
فلسفه وقف در اسلام؛ از خیر لحظه‌ای تا خیر ماندگار
بازدید سرلشکر عبداللهی از یک سایت‌ تولید زیرزمینی موشک
play_arrow
بازدید سرلشکر عبداللهی از یک سایت‌ تولید زیرزمینی موشک
روایت نایب‌رئیس دوم ‌مجلس از اختاپوس حاکم بر صنعت خودرو
play_arrow
روایت نایب‌رئیس دوم ‌مجلس از اختاپوس حاکم بر صنعت خودرو
رکوردشکنی شهروند روس با پرش از لایه‌های بالایی جَو
play_arrow
رکوردشکنی شهروند روس با پرش از لایه‌های بالایی جَو
ساخت محیط سه بعدی با قابلیت جدید هوش مصنوعی
play_arrow
ساخت محیط سه بعدی با قابلیت جدید هوش مصنوعی
سوپر گل دام بالارد بازیکن بریستول به بیرمنگهام با پشت پا
play_arrow
سوپر گل دام بالارد بازیکن بریستول به بیرمنگهام با پشت پا
دبیر شورای‌عالی امنیت ملی: ترامپ می‌خواهد بازی جدیدی به‌نام جنگ اقتصادی راه بیندازد که حسابش را خواهیم رسید
play_arrow
دبیر شورای‌عالی امنیت ملی: ترامپ می‌خواهد بازی جدیدی به‌نام جنگ اقتصادی راه بیندازد که حسابش را خواهیم رسید
تاکر کارلسون: اسرائیل با سلاح آمریکایی فلسطینی‌ها را قتل‌عام می‌کند
play_arrow
تاکر کارلسون: اسرائیل با سلاح آمریکایی فلسطینی‌ها را قتل‌عام می‌کند
روایت دبیر شورای‌عالی امنیت ملی از پیشنهاد جدید نتانیاهو به ترامپ
play_arrow
روایت دبیر شورای‌عالی امنیت ملی از پیشنهاد جدید نتانیاهو به ترامپ
یک ربات انسان‌نما از چین، رکورد اوسین بولت را شکست
play_arrow
یک ربات انسان‌نما از چین، رکورد اوسین بولت را شکست
مرشایمر: ترامپ می‌خواهد جنگ لبنان را از ایران جدا کند، اما نتانیاهو آتش‌بس نمی‌خواهد
play_arrow
مرشایمر: ترامپ می‌خواهد جنگ لبنان را از ایران جدا کند، اما نتانیاهو آتش‌بس نمی‌خواهد
وزیر خزانه‌داری آمریکا مانند یک گانگستر دیگر کشورها را تهدید می‌کند!
play_arrow
وزیر خزانه‌داری آمریکا مانند یک گانگستر دیگر کشورها را تهدید می‌کند!
فواز جرجیس: ایران، ونزوئلا و کوبا نیست؛ ایران بیش از ۴۰ سال تحت تحریم بوده / فشار آمریکا دیگر برای تهران تازگی ندارد!
play_arrow
فواز جرجیس: ایران، ونزوئلا و کوبا نیست؛ ایران بیش از ۴۰ سال تحت تحریم بوده / فشار آمریکا دیگر برای تهران تازگی ندارد!
ربع رشیدی و درس‌های وقف‌نامه‌ای که جهان را شگفت‌زده کرد
ربع رشیدی و درس‌های وقف‌نامه‌ای که جهان را شگفت‌زده کرد
وقفِ انسان، نه وقفِ اشیاء؛ روایت بنیاد فرهنگی البرز و شصت سال سرمایه‌گذاری بر نخبگان ایران
وقفِ انسان، نه وقفِ اشیاء؛ روایت بنیاد فرهنگی البرز و شصت سال سرمایه‌گذاری بر نخبگان ایران