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
/خ


تبلیغات در راسخون
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.
موارد بیشتر برای شما
مراسم اهدای جام قهرمانی مسابقات کشتی فرنگی قهرمانی جهان ۲۰۲۶ به تیم ایران
play_arrow
مراسم اهدای جام قهرمانی مسابقات کشتی فرنگی قهرمانی جهان ۲۰۲۶ به تیم ایران
چاقوکشی در یکی از مراکز رأی‌گیری در اراضی اشغالی
play_arrow
چاقوکشی در یکی از مراکز رأی‌گیری در اراضی اشغالی
دور افتخار سعید اسماعیلی با پرچم مقدس ایران
play_arrow
دور افتخار سعید اسماعیلی با پرچم مقدس ایران
ادعاهای ترامپ : شاید ایران برای پایان جنگ منتظر انتخابات آمریکاست + فیلم
play_arrow
ادعاهای ترامپ : شاید ایران برای پایان جنگ منتظر انتخابات آمریکاست + فیلم
ادعای ترامپ :تا دو سه هفته آینده خواهید دید درباره جنگ با ایران چه اتفاقی خواهد افتاد + فیلم
play_arrow
ادعای ترامپ :تا دو سه هفته آینده خواهید دید درباره جنگ با ایران چه اتفاقی خواهد افتاد + فیلم
نماینده ایران در سازمان ملل: تأسیسات هسته‌ای صلح‌آمیز ایران در دو جنگ هدف حمله قرار گرفتند + فیلم
play_arrow
نماینده ایران در سازمان ملل: تأسیسات هسته‌ای صلح‌آمیز ایران در دو جنگ هدف حمله قرار گرفتند + فیلم
ونس افزایش قیمت بنزین در آمریکا را به خشم رهبران خاورمیانه نسبت داد + فیلم
play_arrow
ونس افزایش قیمت بنزین در آمریکا را به خشم رهبران خاورمیانه نسبت داد + فیلم
بن‌گویر در مرکز خرید: کشور در خطر است، به نتانیاهو رأی دهید + فیلم
play_arrow
بن‌گویر در مرکز خرید: کشور در خطر است، به نتانیاهو رأی دهید + فیلم
ترامپ در پاسخ به نگرانی‌ها درباره تشدید خشونت‌ها در اروپا: اصلاً نگران نیستم + فیلم
play_arrow
ترامپ در پاسخ به نگرانی‌ها درباره تشدید خشونت‌ها در اروپا: اصلاً نگران نیستم + فیلم
تکنیک‌های کنترل خشم در لحظه جر و بحث؛ هنر کظم غیظ
تکنیک‌های کنترل خشم در لحظه جر و بحث؛ هنر کظم غیظ
آداب صدا زدن دیگران؛ پرهیز از القاب زشت و احترام به نام‌ها
آداب صدا زدن دیگران؛ پرهیز از القاب زشت و احترام به نام‌ها
لحن و تن صدا؛ چگونه بدون داد زدن، مقتدر و تأثیرگذار باشیم؟
لحن و تن صدا؛ چگونه بدون داد زدن، مقتدر و تأثیرگذار باشیم؟
کشتی دیدنی سعید اسماعیلی در فینال و کسب مدال طلا
play_arrow
کشتی دیدنی سعید اسماعیلی در فینال و کسب مدال طلا
لحظات درخشان هری کین برنده توپ طلای ۲۰۲۶
play_arrow
لحظات درخشان هری کین برنده توپ طلای ۲۰۲۶
نماینده ایران: آژانس در برابر حملات به تأسیسات هسته‌ای ایران سکوت کرد + فیلم
play_arrow
نماینده ایران: آژانس در برابر حملات به تأسیسات هسته‌ای ایران سکوت کرد + فیلم