Бид плазмыг бодит бус, ойлгомжгүй, гайхалтай зүйлтэй холбодог байсан үе аль хэдийн ард хоцорчээ. Өнөөдөр энэ ойлголтыг идэвхтэй ашиглаж байна. Плазмыг үйлдвэрлэлд ашигладаг. Энэ нь гэрэлтүүлгийн инженерчлэлд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг. Жишээ нь гудамжийг гэрэлтүүлдэг хий ялгаруулдаг чийдэн юм. Гэхдээ энэ нь флюресцент чийдэн дээр бас байдаг. Энэ нь мөн цахилгаан гагнуурт байдаг. Эцсийн эцэст гагнуурын нум нь плазмын бамбараар үүсгэгдсэн плазм юм. Өөр олон жишээ өгч болно.
Сийвэнгийн физик нь шинжлэх ухааны чухал салбар юм. Тиймээс үүнтэй холбоотой үндсэн ойлголтуудыг ойлгох нь зүйтэй. Манай нийтлэл үүнд зориулагдсан болно.
Сийвэнгийн тодорхойлолт ба төрөл
Плазма гэж юу вэ? Физикийн тодорхойлолт нь маш тодорхой юм. Сийвэнгийн төлөв байдал нь бодисын дотор их бага чөлөөтэй хөдөлж чадахуйц их хэмжээний (нийт бөөмсийн тоотой тэнцүү) цэнэглэгдсэн тоосонцор (тээвэрлэгч) байвал материйн төлөв байдал юм. Физикийн плазмын дараах үндсэн төрлүүдийг ялгаж салгаж болно. Хэрэв зөөвөрлөгчид ижил төрлийн хэсгүүдэд хамаарах бол (болонэсрэг цэнэгийн бөөмс, системийг саармагжуулах, хөдөлгөөний эрх чөлөөгүй), үүнийг нэг бүрэлдэхүүн хэсэг гэж нэрлэдэг. Үгүй бол энэ нь - хоёр эсвэл олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй.
Плазмын онцлогууд
Тиймээс бид плазмын тухай ойлголтыг товч тайлбарлав. Физик бол яг нарийн шинжлэх ухаан тул энд тодорхойлолт зайлшгүй шаардлагатай. Одоо материйн энэ төлөвийн үндсэн шинж чанаруудын талаар ярья.
Физикийн плазмын шинж чанарууд нь дараах байдалтай байна. Юуны өмнө, энэ төлөвт аль хэдийн бага хэмжээний цахилгаан соронзон хүчний үйл ажиллагааны дор тээвэрлэгчдийн хөдөлгөөн үүсдэг - эх үүсвэрийг нь шалгасны улмаас эдгээр хүч алга болох хүртэл ийм байдлаар урсдаг гүйдэл. Тиймээс плазм нь эцэстээ бараг төвийг сахисан төлөвт шилждэг. Өөрөөр хэлбэл, зарим микроскопийн хэмжээнээс их хэмжээтэй түүний эзэлхүүн нь тэг цэнэгтэй байдаг. Плазмын хоёр дахь шинж чанар нь Кулон ба Амперын хүчний алсын зайн шинж чанартай холбоотой юм. Энэ төлөвт байгаа хөдөлгөөн нь дүрмээр бол олон тооны цэнэглэгдсэн бөөмсийг хамарсан хамтын шинж чанартай байдагтай холбоотой юм. Эдгээр нь физикийн плазмын үндсэн шинж чанарууд юм. Тэднийг санах нь ашигтай байх болно.
Эдгээр хоёр шинж чанар нь плазмын физикийг ер бусын баялаг бөгөөд олон талт болгоход хүргэдэг. Үүний хамгийн гайхалтай илрэл бол янз бүрийн төрлийн тогтворгүй байдал үүсэхэд хялбар байдаг. Эдгээр нь плазмыг практикт хэрэглэхэд саад болж буй ноцтой саад тотгор юм. Физик бол байнга хувьсан өөрчлөгдөж байдаг шинжлэх ухаан юм. Тиймээс цаг хугацаа өнгөрөхөд эдгээр саад бэрхшээлүүд гарч ирнэ гэж найдаж болнохасагдах болно.
Шингэн дэх плазм
Бүтцийн тодорхой жишээнүүд рүү шилжихдээ өтгөрүүлсэн бодис дахь плазмын дэд системийг авч үзэхээс эхэлцгээе. Шингэнүүдийн дотроос эхлээд шингэн металлыг нэрлэх хэрэгтэй - плазмын дэд системд тохирох жишээ - электрон тээвэрлэгчдийн нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй плазм. Хатуухан хэлэхэд бидний сонирхож буй ангилалд хоёр тэмдгийн ионууд байдаг электролитийн шингэнийг багтаах ёстой. Гэсэн хэдий ч янз бүрийн шалтгааны улмаас электролитийг энэ ангилалд оруулаагүй болно. Үүний нэг нь электролитэд электрон гэх мэт хөнгөн, хөдөлгөөнт зөөвөрлөгчид байдаггүй. Тиймээс дээрх плазмын шинж чанар нь хамаагүй сул байна.
Болор дахь плазм
Болор дахь плазм нь хатуу төлөвт плазм гэсэн тусгай нэртэй байдаг. Ионы талстуудад цэнэгүүд байдаг ч хөдөлгөөнгүй байдаг. Тиймээс плазм байхгүй байна. Металлын хувьд эдгээр нь нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй плазмыг бүрдүүлдэг дамжуулагч электронууд юм. Түүний цэнэгийг хөдөлгөөнгүй (илүү нарийвчлалтай хол зайд хөдөлж чадахгүй) ионуудын цэнэгээр нөхдөг.
Хагас дамжуулагч дахь плазм
Плазмын физикийн үндсийг авч үзвэл хагас дамжуулагчийн нөхцөл байдал илүү олон янз байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Үүнийг товчхон тайлбарлая. Эдгээр бодисуудад тохирох хольцыг оруулбал нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй плазм үүсч болно. Хэрэв хольц нь электрон (донор) амархан өгдөг бол n төрлийн тээвэрлэгчид гарч ирдэг - электронууд. Хэрэв хольц нь эсрэгээрээ электронуудыг (хүлээн авагчдыг) амархан салгаж авбал p хэлбэрийн тээвэрлэгчид үүсдэг.- эерэг цэнэгтэй бөөмс шиг ажилладаг нүхнүүд (электронуудын тархалтын хоосон газар). Электрон ба нүхнээс үүссэн хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй плазм нь хагас дамжуулагчаас бүр ч энгийн байдлаар үүсдэг. Жишээлбэл, энэ нь валентын зурвасаас электронуудыг дамжуулалтын зурвас руу шиддэг гэрлийн шахуургын нөлөөн дор гарч ирдэг. Тодорхой нөхцөлд бие биендээ татагдсан электронууд ба нүхнүүд нь устөрөгчийн атомтай төстэй холбоотой төлөвийг үүсгэдэг болохыг бид тэмдэглэж байна - экситон, хэрэв шахах ажиллагаа эрчимтэй, өдөөлтүүдийн нягтрал өндөр байвал тэдгээр нь хоорондоо нийлж, дусал үүсгэдэг. электрон нүхтэй шингэн. Заримдаа ийм төлөвийг материйн шинэ төлөв гэж үздэг.
Хийн ионжуулалт
Дээрх жишээнүүд нь сийвэнгийн төлөв байдлын онцгой тохиолдлуудад хамаарах бөгөөд плазмыг цэвэр хэлбэрээр нь ионжуулсан хий гэж нэрлэдэг. Олон хүчин зүйл нь түүний иончлолд хүргэдэг: цахилгаан орон (хийн ялгаралт, аянга цахилгаан), гэрлийн урсгал (фотоионжуулалт), хурдан бөөмс (цацраг идэвхт эх үүсвэрийн цацраг, иончлолын түвшинг өндрөөр нэмэгдүүлэх замаар илрүүлсэн сансрын туяа). Гэсэн хэдий ч гол хүчин зүйл нь хийн халаалт (дулааны ионжуулалт) юм. Энэ тохиолдолд атомаас электроныг салгаснаар өндөр температурын улмаас хангалттай кинетик энергитэй өөр нэг хийн бөөмийн сүүлчийнх нь мөргөлдөхөд хүргэдэг.
Өндөр ба бага температурын плазм
Бага температурын плазмын физик бол бидний бараг өдөр бүр харьцдаг зүйл юм. Ийм төлөв байдлын жишээ бол дөл,хийн ялгадас ба аянгад агуулагдах бодис, янз бүрийн төрлийн хүйтэн сансрын плазм (гараг, оддын ион ба соронзон мандал), янз бүрийн техникийн төхөөрөмж дэх ажлын бодис (MHD генератор, плазмын хөдөлгүүр, шатаагч гэх мэт). Өндөр температурын плазмын жишээ бол бага нас, хөгшрөлтөөс бусад хувьслын бүх үе шатанд байгаа оддын бодис, хяналттай термоядролын хайлуулах байгууламжид ажилладаг бодис (токамак, лазер төхөөрөмж, цацрагийн төхөөрөмж гэх мэт).
Материйн дөрөв дэх төлөв
Зуун хагасын өмнө олон физикч, химич нар бодис зөвхөн молекул, атомаас тогтдог гэж үздэг байсан. Тэдгээр нь бүрэн эмх замбараагүй эсвэл илүү их эсвэл бага эмх цэгцтэй хослуулсан байдаг. Хийн, шингэн, хатуу гэсэн гурван үе шаттай гэж үздэг. Бодис тэдгээрийг гадны нөхцөл байдлын нөлөөн дор хүлээн авдаг.
Гэсэн хэдий ч одоогоор бид материйн 4 төлөвтэй гэж хэлж болно. Энэ бол шинэ, дөрөв дэх гэж үзэж болох плазм юм. Түүний өтгөрүүлсэн (хатуу ба шингэн) төлөв байдлаас ялгаатай нь хий шиг зөвхөн зүсэлтийн уян хатан чанар төдийгүй тогтмол эзэлхүүнтэй байдагт оршино. Нөгөөтэйгүүр, плазм нь нягтаршсан төлөвтэй нийтлэг байдаг бөгөөд энэ нь богино хугацааны дараалал, тухайлбал, өгөгдсөн плазмын цэнэгтэй зэргэлдээх бөөмсийн байрлал, найрлагын хамаарал юм. Энэ тохиолдолд ийм хамаарлыг молекул хоорондын бус харин Кулоны хүчээр үүсгэнэ: өгөгдсөн цэнэг нь ижил нэртэй цэнэгийг өөртэйгээ хамт хөөж, эсрэг талын цэнэгийг татдаг.
Цусны сийвэнгийн физикийг бид товчхон судалсан. Энэ сэдэв нь нэлээд том сэдэв тул бид түүний үндсийг илчилсэн гэж л хэлж чадна. Плазмын физикийг илүү анхаарч үзэх нь гарцаагүй.
