Plazma

Плазма лампасида электронлар ионлар билан бирлашиб, юқори энергияли ҳолатдан қуйи энергияли ҳолатга ўтади ва нурланади.

Физика ва кимёда плазма (юн. πλάσσω, плассо — „шакл қуяман“) атамаси остида газга ўхшаш, заррачалари ионлашган модда ҳолати тушунилади. Газни қиздириш унинг атом ёки молекулаларини ионлантириб, плазмага айлантириши мумкин. Иссиқликдан ташқари кучли электромагнит майдони (лазер ёки микротўлқин) ёрдамида ҳам плазма ҳосил қилиш мумкин.

Плазма (юн. пласма — шаклланган) — тўлиқ ёки кисман ионлашган ва ҳар бир элементар ҳажмдаги электрон ва ионларнинг йиғинди заряди нолга тенг бўлган газ. Суюқликнинг газ ҳолатига ўтиши буғланиш, қаттиқ жисмнинг газ ҳолатигаўтиши сублимация деб аталади. Ҳар қандай жисм кучли қиздириш натижасида газ ҳолатига ўтади. Агар температура янада оширилса, иссиқлик энергияси таъсирида молекулаларнинг ионларга ажралиш жараёни бошланади. Газнинг ионланиши турли воситалар ёрдамида, мас, ёритиш, электронлар ёки бошқа зарралар билан бомбардимон қилиш натижасида ҳам содир бўлиши мумкин. П. ҳажм бирлигидаги ионлашган атомлар сонининг шу ҳажм бирлигидаги барча атомлар сонига нисбати П.нинг ионланиш даражаси а дейилади. а нинг қийматига қараб заиф, кучли ва тўла ионлашган П. бўлади. Космос ва Ер шароитларида, ҳозирги замон техникасида П. ҳолатидаги модда ғоят катта рол ўйнайди. Газлардан ток ўтиш ҳодисалари, яъни газлардаги разрядлар, яшин, учқун, электр ёйи каби ҳодисалар П. билан боғлиқ. Ер атмосферасининг юқори қатлами Қуёш ва бошқа космик омиллар таъсирида заиф ионлашган П. бўлиб, улар қуёш шамоли куринишида Ер магнитосфераси ва ионосферасини ташкил қилади. Қуёш ва юқори температурали юлдузлар тўла ионлашган П.дан иборат. П. зичлиги (1 см даги электрон ёки ионлар сони) қуйидаги қийматларга эга бўлади: галактик фазода п ~ 10, қуёш шамолида п ~ 10, қаттиқ жисмларда п - 1О22. "П." терминини фанга биринчи бўлиб америкалик олимлар И.Ленгмюр ва Л.Тонкс киритган (1923).

Умумий ҳолда П.ни ташкил этувчи электронлар, ионлар ва нейтрал атомларнинг ўртача кинетик энергиялари бирбиридан фарқ қилиши мумкин. Бундай термодинамик мувозанациз ҳолатдаги П.га ноизотермик П. деб аталади. Мас, газ разрядли П.да ҳар бир электроннинг ўртача кинетик энергияси ионникига қараганда унлаб маротаба катта бўлади. П.нинг мувозанациз ҳолати разряд токининг энергияси ҳисобига сақланиб туриши мумкин. Маълумки, ташқи манба энергияси асосан, электронлар қабул қилади. Электрон массаси ион ёки нейтрал зарра массасига нисбатан бир неча минг марта кичик бўлганлиги сабабли, тўқнашувлар натижасида электронлар энергиясининг жуда оз қисмигина бошқа зарраларга ўтиши мумкин. Электронлар энергиясининг камайиши ташқи манба энергияси ҳисобига тўлдирила боради. Шундай қилиб, электронлар, ионлар ва нейтрал зарраларнинг ҳар қайсиси ўзига хос ўртача кинетик энергияга, демак температурага эга. Электронлар температураси Те, ионлар температураси Т: ва нейтрал зарралар температураси То орқали белгиланади. Одатда Тога нисбатан Т, каттароқ. Те эса анча катта бўлади.

П. ни ҳарактерловчи энг муҳим физик катталик Дебай радиусидир, унинг моҳиятини қуйидагича тушунтириш мумкин. Агар П. таркибидаги бирор қ зарядли зарра вакуумда бўлганида эди, унинг ўзидан г масофа узоқликдаги нуқтада ҳосил қилаетган потенсиали формула орқали аниқланар эди. Плазмада эса кузатилаётган бу зарядли зарра бошқа зарядланган зарралар билан қуршаб олинган. Зарядлар орасида ўзаро таъсир кучлари мавжудлиги туфайли кузатилаётган заряд атрофига кўпроқ унга тескари ишорали зарралар йиғилади ва улар қ заряд майдо-нини кучсизлантиради. Ҳисоблашларнинг кўрсатишича, П.даги қ заряднинг потенсиали масофа ортиши билан қуйидаги қонуният бўйича ўзгариб боради: бундаги Д катталик температурага, ҳажм бирлигидаги зарралар сонига, уларнинг зарядига боғлиқ. Жумладан, агар изо-термик П. фақат электронлардан ёки бир хил зарядли ионлардан иборат бўлса бу ерда электронлар (ёки ионлар)нинг ҳажм бирлигидаги сони и орқали ва электрон заряди е орқали белгиланади. р " Д бўлганда, яъни Д га нисбатан катта масофаларда зарядларнинг электр майдони жуда заифлашади. Бу ҳодиса заряд майдонининг экранланиши, экранланишини характерловчи Д катталик эса экранланиш радиуси ёки Дебай радиуси деб юритилади. Мас, водород П.сида Т=105А’ ва я=1016см"3 экан, Дебай радиуси £>=1,5-10~5 см. Радиуси Д га тенг сфера ичидаги барча зарядли зарраларнинг сони Дебай сони дейилади. Дебай сони катта бўлгандагина П.ни газ деб ҳисоблаш мумкин. П.нинг асосий хусусияти шундан иборатки, ундаги мусбат ва манфий зарядлар зичликлари деярли бир-бирига тенгдир. Бу хусусият П.нинг квазинейтраллиги дейилади. П. эгаллаган жойнинг чизиғий ўлчами Дебай радиусидан анча катта ҳолатдагина квазинейтраллик рўй беради.

Модданинг қаттиқ, суюқ ёки газ қолатларда бўлиши унинг агрегат ҳолатлари дейилади. Юқорида айтилганлардан равшанки, П. хусусиятлари модданинг оддий газ ҳолатидаги хусусиятларидан кўп жиҳатдан фарқ қилади. Шунинг учун П.ни модданинг тўртинчи ҳолати деб ҳисобланади. П. хусусиятларидан фойдаланиш хрз. замон техникаси тараққиётида ғоят катта аҳамиятга эга.

Адабиёт

• Арсимович Л.А., Элементарная физика плазми, М., 1969; Рубников Б.А., Введение в теорию плазми, ч. 1—3, М., 1969-78.

Манбалар

Ё бана шакарлар