Плазма та її властивості. Практичне застосування плазми.

Плазма - це частково чи повністю іонізований газ, в якому густини позитивних і негативних зарядів майже збігаються. Плазма вважається четвертим станом речовини.

У повністю іонізованій плазмі електрично нейтральних атомів немає, тому плазма дуже добре проводить струм. У цілому плазма являє собою електрично нейтральну систему.

Поряд з нагріванням іонізація газу і утворення плазми можуть бути викликані різними способами, наприклад, бомбардуванням атомів газу швидкими зарядженими частинками. При цьому утворюється низькотемпературна плазма.

Через велику рухливість заряджених частинок у плазмі, вони легко переміщуються під дією електричного і магнітного полів, тому будь-які локальні порушення електронейтральності плазми швидко ліквідуються.

На відміну від нейтрального газу, між молекулами якого є короткодіючі сили, між зарядженими частинками плазми діють кулонівські сили, які порівняно повільно зменшуються з відстанню. Кожна частинка взаємодіє одночасно з багатьма навколишніми частинками.

Завдяки цьому частинки можуть брати участь не тільки в хаотичному тепловому русі, а і в упорядкованих (колективних) рухах. У плазмі легко збуджуються різні коливання й хвилі.

Провідність плазми підвищується зі зростанням ступеня іонізації. За високої температури повністю іонізована плазма за своєю провідністю наближається до надпровідників.

Більшість речовини у Всесвіті перебу- ває у стані плазми. Перш за все у плазмовому стані перебуває речовина Сонця та інших зірок. Це високотемпературна плазма, що нагрівається термоядерними реакціями всередині світил. Плазмою є також зоряний вітер, зокрема сонячний вітер потік іонізованої речовини із зірок. речовиниВсесвітіСонцязіроктермоядерними реакціямизоряний вітерсонячний вітер

МіжпланетнеМіжпланетне та міжзоряне середовище теж є плазмою, хоча дуже й дуже розрідженою. Незважаючи на значну розрідженість, міжзоряне й міжгалактичне середовище завдяки великому об'єму містить більшість речовини у всесвіті. В плазмовому стані перебуває також речовина туманностей та акреційних дисків навколо зірок.міжзоряне середовищетуманностейакреційних дисків

В земних умовах у стані плазми перебуває речовина іоносфери, завдяки плазмі спостерігається північне сяйво, плазма існує в блискавках, у вогнях святого Ельма. Полум'я теж здебільшого іонізує речовину, утворюючи плазму.іоносферипівнічне сяйвоблискавкахвогнях святого ЕльмаПолум'я

Вільні електрони в металах, які рухаються між додатньо зарядженими іонними остовами, теж можна вважати плазмою їхня поведінка в зовнішніх електричних і електромагнітних полях аналогічна поведінці плазми.Вільні електрони

Інтерес до плазми виник у зв'язку з дослідженнями газового розряду (використовується, зокрема, у люмінесцентних лампах). Робота над проблемоюкерованого термоядерного синтезу підвищила цей інтерес, оскільки будь-яка речовина за умови досягнення її частинками енергій, достатніх для термоядерних реакцій, переходить до стану плазми.газового розрядулюмінесцентних лампахкерованого термоядерного синтезу

Плазма у термоядерному реакторі

Плазма у індукційному плазмотроні

Плазмова лампаПлазмова лампа.

В зв'язку з перспективним використанням плазми в ядерному синтезі важливе значення має проблема її утримання в обмеженому об'ємі за допомогою зовнішнього магнітного поля.

Плазму застосовують також у термоелектронних і магнетоплазмодинамічних (МПД) генераторах перетворювачах тепла безпосередньо на електричну енергію (минаючи перетворення в механічну).електричну енергіюмеханічну