آشنایی با فیزیک پلاسما

1397/05/24
135 858 0

همانطور که می دانید برای ماده سه حالت جامد، مایع و گاز در نظر گرفته می شود. در مباحث علمی معمولا یك حالت چهارم نیز برای ماده فرض می شود. حدوث طبیعی پلاسما در دماهای بالا ، سبب تخصیص عنوان چهارمین حالت ماده به آن شده است. یك نمونه بسیار طبیعی از پلاسما آتش است بنابراین خورشید نمونهای از پلاسمای داغ بزرگ است. با بخش دانستنی‌ها سایت آکسان پلاس همراه باشید.

 

آشنایی با فیزیک پلاسما

پلاسما

درواقع پلاسما گاز شبه خنثایی از ذرات باردار و خنثی است كه رفتار جمعی از خود ارائه میدهد. به عبارت دیگر میتوان گفت كه واژه پلاسما به گاز یونیزه شدهای اطلاق میشود كه همه یا بخش قابل توجهی از اتمهای آن یك یا چند الكترون از دست داده و به یونهای مثبت تبدیل شده باشند. یا به گاز به شدت یونیزه شدهای كه تعداد الكترونهای آزاد آن تقریبا برابر با تعداد یونهای مثبت آن باشد، پلاسما گفته میشود.

 

به طور معمول گفته میشود كه 99% ماده موجود در طبیعت در حالت پلاسماست، یعنی به شكل گاز الكتریسته داری كه اتمهایش به یونهای مثبت و الكترون منفی تجزیه شده باشد. این تخمین هر چند ممكن است خیلی دقیق نباشد ولی تخمین معقولی است از این واقعیت كه درون ستارگان و جو آنها، ابرهای گازی و اغلب هیدروژن فضای بین ستارگان بصورت پلاسماست. در نزدیكی خود ما ، وقتیكه جو زمین را ترك میكنیم بلافاصله با پلاسمایی مواجه می شویم كه شامل كمربندهای 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 یك لامپ فلورسان یا لامپ نئون و یونیزاسیون. مختصری كه در گازهای خروجی یك موشك دیده میشود. بنابراین می توان گفت كه ما در یك درصدی از عالم زندگی میكنیم كه در آن پلاسما بطور طبیعی یافت نمی شود.

 

كلمه پلاسما از یك لغت یونانی آمده است كه هر چیز به قالب ریخته شده یا ساخته شده را گویند. پلاسما به علت رفتار جمعی كه از خودشان نشان میدهد، گرایشی به متاثر شدن در اثر عوامل خارجی ندارد، و اغلب طوری عمل میكند كه گویا دارای رفتار مخصوص به خودش است.

 

از مشخصات اساسی رفتار پلاسما ، توانایی آن برای ایجاد حفاظ در مقابل پتانیسیلهای الكتریكی است كه به آن اعمال میشوند. فرض كنید بخواهیم با وارد كردن دو گلوله بارداری كه به یك باتری وصل شدهاند یك میدان الكتریكی در داخل پلاسما بوجود آوریم. این گلوله ها ، ذرات یا بارهای مخالف خود را جذب میكنند و تقریبا بلافاصله ، ابری از یونهای اطراف گلوله منفی و ابری اطراف گلوله مثبت را فرا می گیرند.

 

در صورتی که پلاسما سرد باشد و هیچگونه حركت حرارتی وجود نداشته باشد، تعداد بار ابر برابر بار گلوله میگردد، در این صورت عمل حفاظ كامل میشود و هیچ میدان الكتریكی در حجم پلاسما در خارج از ناحیه ابرها وجود نخواهد داشت. این حفاظ را اصطلاحا حفاظ دبای می گویند.

 

معیارهای پلاسما به شرح زیر است:

  • طول موج دبای (لاندای دی) باید خیلی كوچكتر از ابعاد پلاسما ( L ) باشد.
     
  • تعداد ذرات موجود در یك كره دبای (ND ) باید خیلی بزرگتر باشد.
     
  • حاصلضرب فركانس نوسانات نوعی پلاسما ( W ) در زمان متوسط بین برخوردهای انجام شده با اتمهای خنثی ( t ) باید بزرگتر از یك باشد.

 

كاربردهای فیزیك پلاسما به شرح زیر است:

  • تخلیه های گازی: قدیمیترین كار با پلاسما ، مربوط به لانگمیر ، تانكس و همكاران آنها در سال 1920 میشود. تحقیقات در این مورد ، از نیازی سرچشمه میگرفت كه برای توسعه لوله های خلائی كه بتوانند جریانهای قوی را حمل كنند، و در نتیجه میبایست از گازهای یونیزه پر شوند احساس میشد.
     
  • همجوشی گرما هستهای كنترل شده: فیزیك پلاسمای جدید ( از حدود 1952 كه در آن ساختن راكتوری بر اساس كنترل همجوشی بمب هیدروژنی پیشنهاد گردید، آغاز میشود.
     
  • فیزیك فضا: كاربرد مهم دیگر فیزیك پلاسما ، مطالعه فضای اطراف زمین است. جریان پیوستهای از ذرات باردار كه باد خورشیدی خوانده میشود، به مگنتوسفر زمین برخورد میكند. درون و جو ستارگان آن قدر داغ هستند كه میتوانند در حالت پلاسما باشند.
     
  • تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیك ( MHD ) و پیشرانش یونی: دو كاربرد عملی فیزیك پلاسما در تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیك ، از یك فواره غلیظ پلاسما كه به داخل یك میدان مغناطیسی پیشرانده میشود، میباشد.
     
  • پلاسمای حالت جامد: الكترونهای آزاد و حفرهها در نیمه رساناها ، پلاسمایی را تشكیل میدهند كه همان نوع نوسانات و ناپایداریهای یك پلاسمای گازی را عرضه می دارد.
     
  • لیزرهای گازی: عادیترین پمپاژ ( تلمبه كردن ) یك لیزر گازی ، یعنی وارونه كردن جمعیت حالاتی كه منجر به تقویت نور میشود، استفاده از تخلیه گازی است.
     
  • كاربردهای دیگری مانند چاقوی پلاسما ، تلویزیون پلاسما ، تفنگ الكترونی ، لامپ پلاسما و غیره نیز وجود دارد كه در اینجا فقط كاربردهای پلاسما در حالت كلی بیان شده است.

 

 

 

سایر مطالب بخش دانستنی‌ها سایت آکسان پلاس را نیز مطالعه کنید.

نظر کاربران
شما عزیزان می‌توانید در این قسمت نظرات خود را ثبت کنید. (ثبت نظر)
پسندیدم
اشتراک‌گذاری:
مطالب مرتبط
جهان در حال مرگ است؟

جهان در حال مرگ است؟

کهکشان راه شیری

کهکشان راه شیری

بدن بعد از مرگ

بدن بعد از مرگ

توصیه های شهردار تهران به مردم درهنگام وقوع زلزله

توصیه های شهردار تهران به مردم...

رضا رشیدپور آنتن زنده را ترک کرد

رضا رشیدپور آنتن زنده را ترک ک...

دانستنی‌های جالب 26

دانستنی‌های جالب 26

گجت چیست؟!

گجت چیست؟!

مکان دفن حضرت علی (ع)

مکان دفن حضرت علی (ع)

وجود GPS بیولوژیک در بدن

وجود GPS بیولوژیک در بدن

مرگ بزرگ

مرگ بزرگ

رازهای کیهان که توضیح ندارند!

رازهای کیهان که توضیح ندارند!

کسی که گرانش را کشف کرد!

کسی که گرانش را کشف کرد!

تاثیر روش زندگی بر خشک شدن پوست

تاثیر روش زندگی بر خشک شدن پوس...

کدام آرد بیشترین مصرف را در دنیا دارد؟!

کدام آرد بیشترین مصرف را در دن...

آیا از دانستنی‌های تخم مرغ خبر دارید؟!

آیا از دانستنی‌های تخم مرغ خبر...

بیشتر بخوانید
50 جمله معروف از بزرگان عکاسی

50 جمله معروف از بزرگان عکاسی

1396/09/02
امروز در این مقاله برای علاقه مندان به حرفه عکاسی،  50 جمله معروف و الهام بخش را از عکاسان بزرگ دنیا گذاشتیم تا منبع انگیزه ای گردد برا...
خواص درمانی ترنجبین برای کبد چرب

خواص درمانی ترنجبین برای کبد چرب

1396/12/27
فواید کندور با عسل چیست؟

فواید کندور با عسل چیست؟

1397/01/01
اسکالپشور چیست؟

اسکالپشور چیست؟

1396/07/27
محبوبترین‌ها
آشنایی با ماشین ظرفشویی

آشنایی با ماشین ظرفشویی "D164" سامسونگ

1396/11/04
محصول جدید شرکت سامسونگ یعنی ماشین ظرفشویی "D164" سامسونگ با ظرفیت 14 نفره و بازوی شستشوی خطی به یک دستیار تمام عیار برای شستشوی ظ...
اردک رباتیک افلک

اردک رباتیک افلک "Aflac"

1396/11/26
در نمایشگاه "CES 2018"، «اردک رباتیک افلک "Aflac"» که محصولی از یک شرکت به همین نام بوده، معرفی شد؛ این گجت ...
کامنت کاربر
نظر شما
1399/11/08 , 12:49
نظر شما به درستی ثبت شد و پس از تایید، نمایش داده می‌شود.
مشاهده