Ktokolwiek, kto uczył się elementarnych przedmiotów w szkole podstawowej, przypomina sobie lekcję o trzech stanach materii, prawda? Właśnie w tym powiedziano nam, że materia ma trzy podstawowe formy: ciecz, ciało stałe i gaz. Działa to dla układu okresowego pierwiastków i można go rozszerzyć, aby obejmował prawie dowolny związek. Może z wyjątkiem bitej śmietany (ten przeklęty związek nadal sprzeciwia się próbom klasyfikacji!) Ale co, jeśli istniałby czwarty stan materii? Występuje, gdy stan materii podobny do gazu zawiera dużą część zjonizowanych cząstek i generuje własne pole magnetyczne. Nazywa się plazmą i jest po prostu najczęstszym rodzajem materii, zawierającym ponad dziewięćdziesiąt dziewięć procent materii w widzialnym wszechświecie i która przenika układ słoneczny, środowisko międzygwiezdne i międzygalaktyczne.
Podstawowym założeniem plazmy jest to, że ogrzewanie gazu rozdziela jego wiązania molekularne, przekształcając go w atomy składowe. Dalsze nagrzewanie prowadzi do jonizacji (utraty elektronów), która zamienia go w plazmę. Ta plazma jest zatem definiowana przez istnienie naładowanych cząstek, zarówno jonów dodatnich, jak i ujemnych elektronów. Obecność dużej liczby naładowanych cząstek sprawia, że plazma przewodzi prąd elektryczny, dzięki czemu silnie reaguje na pola elektromagnetyczne. Dlatego plazma ma właściwości zupełnie inne niż ciała stałe, ciecze lub gazy i jest uważana za odrębny stan materii. Podobnie jak gaz, plazma nie ma określonego kształtu ani określonej objętości, chyba że jest zamknięta w pojemniku. Ale w przeciwieństwie do gazu, pod wpływem pola magnetycznego może tworzyć struktury, takie jak włókna, wiązki i podwójne warstwy. Właśnie z tego powodu plazmę stosuje się w konstrukcji elektroniki, takiej jak telewizory plazmowe i neony.
Istnienie plazmy zostało po raz pierwszy odkryte przez Sir Williama Crookesa w 1879 r. Przy użyciu zestawu, który jest dziś znany jako „rura Crookesa”, eksperymentalna rura wyładowcza, w której powietrze jest jonizowane przez zastosowanie wysokiego napięcia przez cewkę napięciową. W tym czasie nazwał ją „materią promieniującą” ze względu na jej świetlistą jakość. Sir J.J. Thomson, brytyjski fizyk, zidentyfikował naturę materii w 1897 r., Dzięki odkryciu elektronów i licznym eksperymentom z wykorzystaniem lamp katodowych. Jednak dopiero w 1928 r. Termin „plazma” został wymyślony przez Irvinga Langmuira, amerykańskiego chemika i fizyka, któremu najwyraźniej przypomniano o osoczu krwi.
Jak już wspomniano, plazmy są zdecydowanie najczęstszą fazą materii we wszechświecie. Wszystkie gwiazdy są zbudowane z plazmy, a nawet przestrzeń między gwiazdami jest wypełniona plazmą, choć bardzo rzadką.
Napisaliśmy wiele artykułów o plazmie dla Space Magazine. Oto artykuł o silniku plazmowym i artykuł o stanach materii.
Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji o plazmie, sprawdź te artykuły z Chem4Kids i NASA Science.
Nagraliśmy także odcinek Astronomy Cast All about the Sun. Posłuchaj tutaj, odcinek 30: The Sun, Spots and All.
Źródła:
http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_%28physics%29
http://en.wikipedia.org/wiki/Crookes_tube
http://en.wikipedia.org/wiki/Charge_carrier
http://en.wikipedia.org/wiki/J._J._Thomson
http://en.wikipedia.org/wiki/Irving_Langmuir
http://www.plasmas.org/basics.htm
http://www.plasmas.org/what-are-plasmas.htm
