Физик бол маш сонирхолтой шинжлэх ухаан. Энэ нь заримдаа бидний сонссон ийм ойлголтуудыг агуулдаг боловч бидэнд бодитой ойлголт байдаггүй. Мөн өнөөдөр, өндөр технологи хөгжсөн эрин зуунд плазмын тухай ойлголт, өөрөөр хэлбэл ионжуулсан хий улам бүр гулсаж байна. Энэ үгийг сонсоод л олон хүн айж, юу гэсэн үг болохыг олж мэдэхийг оролддоггүй. Гэхдээ бүх зүйл маш энгийн бөгөөд энэ өгүүллээр бид ионжуулсан хий гэж юу болох, ямар шинж чанартай болохыг танд хэлэх болно.
Бид танд дэлгэрэнгүй, дэлгэрэнгүй мэдээлэл өгөхөөс өмнө түүхийн талаар товч тоймлон үзье.
Түүх
Сийвэн буюу материйн дөрөв дэх төлөвийг 1879 онд Уильям Крукс вольтын нуман дээр хийсэн туршилтын үеэр нээжээ. Дараа нь плазмын физик гэж нэрлэгддэг бүхэл бүтэн шинжлэх ухаан бий болсон. Бүхэл бүтэн шинжлэх ухаан хаанаас ирсэн бэ, яагаад хэрэгтэй вэ? Хамгийн гол нь плазмын судалгаа нь шинжлэх ухаан, технологийн янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгдэхүүнийг олж авсан явдал юм. Гэхдээ бид энэ талаар бага зэрэг дараа ярих болно. Одоо "ионжуулсан хий" гэсэн ойлголтын мөн чанарын талаар бага зэрэг ярья.
Сийвэн гэж юу вэ?
Энэ үг орос хэлэнд грек хэлнээс орж ирсэн. Энэ нь "үүссэн", "хийсэн" гэсэн утгатай. Мөн эдгээр нь хоосон үгс биш юм. Хэрхэнэнгийн хий нь байрладаг савны хэлбэрийг авдаг нь мэдэгдэж байна (яг л ус шиг). Тийм ч учраас эмх замбараагүй, тодорхой хэлбэр дүрсгүй байдаг. Гэсэн хэдий ч плазм нь огт өөр юм. Үүнийг материйн дөрөв дэх төлөв гэж нэрлэдэг нь гайхах зүйл биш юм. Энэ нь бусад бүх мужуудаас онцгой шинж чанараараа эрс ялгаатай. Сийвэнг бүрдүүлдэг бүх атомууд эерэг эсвэл сөрөг цэнэгтэй байдаг.
Плазмыг хэрхэн олж авдаг, хаана ашигладаг талаар ярихаасаа өмнө плазмын физикийн онолын талаар дүн шинжилгээ хийцгээе, учир нь энэ нь цаашдын өгүүлэлд маш их хэрэгтэй байх болно.
Сийвэнгийн онол
Сургуулийн химийн хичээл дээр уусмал, тэдгээрийн доторх бөөмсүүдэд их цаг зарцуулдаг. Эдгээр цэнэглэгдсэн тоосонцор нь өвөрмөц шинж чанартай бөгөөд төрөл бүрийн "уусгагч-уусгагч" системийн физик, химийн шинж чанарыг тодорхойлдог. Гэхдээ ионууд (ууссан дахь цэнэгтэй тоосонцор) зөвхөн усан орчинд байдаггүй.
Энэ хий нь ионжуулж, эерэг эсвэл сөрөг цэнэгтэй атомуудыг үүсгэж чаддаг. Энэ нь атомаас электроныг гадны хүчний нөлөөгөөр таслах явцад тохиолдож болно. Гаргасан электрон нь мөн өөр атом руу унаж, өөр электроныг "цохих" боломжтой. Гэхдээ урвуу нөхцөл байдал бас тохиолдож болно: электрон ион руу нисч, дахин төвийг сахисан атом үүсгэж болно. Мөн эдгээр бүх үйл явц нь плазмд байнга явагддаг. Үүнийг дэмжих гадны хүчин байхгүй бол нэлээд тогтворгүй байна.
Плазмыг үндсэндээ маш энгийн аргаар олж авдаг бөгөөд бидний хүн нэг бүр гэртээ байдаг: өндөр хүчдэлийн цахилгаан нумаар хий дамжуулах замаар. Нумын температур өндөр байх тусам бид илүү халсан плазмыг гаралт дээр авдаг. Түүний контактууд дээрх хүчдэл өндөр байх тусам ионжуулсан хий илүү их болно.
Сийвэнг мөн хэд хэдэн төрөлд хувааж болно. Та дараагийн хэсгээс плазм (ионжуулсан хий) гэж юу болохыг мэдэх болно.
Сийвэнгийн төрлүүд
Гарал үүслээр нь ионжуулсан хийг хиймэл болон байгалийн гэж хуваадаг. Эхний үзэл бодлоор бүх зүйл тодорхой, хүн плазмыг хялбархан үүсгэж, өөрийн зорилгодоо ашигладаг (жишээлбэл, неон чийдэн, лазер, хяналттай термоядролын нэгдэл). Мөн байгальд ямар төрлийн плазм үүсдэг вэ? Үүний хамгийн алдартай илрэл нь аянга юм.
Ионжсон хийд хойд гэрлүүд зэрэг дэлхийн бүх оршин суугчид ажиглах азтай байдаггүй ийм үзэгдлийг багтааж болно. Мөн сансар огторгуйд орших нарны салхи нь материйн дөрөв дэх төлөв юм. Хэрэв бид сийвэнг илүү өргөн утгаар нь авч үзвэл гаднах орон зай бүхэлдээ түүнд харьяалагддаг болох нь харагдаж байна.
Сийвэнг мөн температураар нь хувааж болно. Таны мэдэж байгаагаар хий нь халуун байх тусам түүний доторх молекулуудын хөдөлгөөн илүү идэвхтэй болж, энерги нь өндөр байдаг. Плазма нь хий учраас эдгээр мэдэгдэл нь түүний хувьд бас үнэн юм. Тиймээс ионжуулсан хийн температур ямар байхаас эхлээд халуун (температурсая К ба түүнээс дээш) ба хүйтэн (температур нь сая К-ээс бага байна).
Өөр нэг үзүүлэлт бий - иончлолын зэрэг. Энэ нь сийвэн дэх атомуудын хэдэн хувь нь ион болж задарсныг харуулдаг. Энэ үзүүлэлтийн дагуу өндөр ионжсон хий, бага ионжсон хий гэж ялгадаг. Энэ нь мөн нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн ангиллын нэгэнд багтсан болно.
Дүгнэлт
Сийвэнг ойлгоход тийм ч хэцүү зүйл биш. Хэцүү байдал нь үүнийг илүү гүнзгий судлахаас эхэлдэг. Гэхдээ юуг ч ингэж харж болно. Энэ ойлголтын мөн чанарыг аль болох нарийвчлан тайлбарлахын тулд бид математикийн тооцооллыг тусгайлан хөндөөгүй. Физик бол маш сонирхолтой шинжлэх ухаан бөгөөд зөвхөн биднийг хаа сайгүй, бүх зүйлээр хүрээлдэг учраас үүнийг судлах шаардлагатай байдаг. Мөн бидний нийтлэл үүнийг батлах зорилготой юм, учир нь плазм бидний эргэн тойронд хаа сайгүй байдаг тул бид үүнтэй холбоотой үзэгдлийн гүн мөн чанарыг заримдаа ойлгодоггүй.
