Plazmanı qeyri-real, anlaşılmaz, fantastik bir şeylə əlaqələndirdiyimiz vaxtlar çoxdan geridə qalıb. Bu gün bu konsepsiya fəal şəkildə istifadə olunur. Plazma sənayedə istifadə olunur. Ən çox işıqlandırma mühəndisliyində istifadə olunur. Buna misal olaraq küçələri işıqlandıran qaz buraxıcı lampaları göstərmək olar. Ancaq flüoresan lampalarda da mövcuddur. Elektrik qaynaqında da var. Axı, qaynaq qövsü plazma məşəli tərəfindən yaradılan bir plazmadır. Çoxlu başqa nümunələr də verilə bilər.
Plazma fizikası elmin mühüm sahəsidir. Buna görə də onunla əlaqəli əsas anlayışları başa düşməyə dəyər. Məqaləmiz buna həsr edilmişdir.
Plazmanın tərifi və növləri
Plazma nədir? Fizikada tərif olduqca aydındır. Plazma vəziyyəti, maddənin içərisində az və ya çox sərbəst hərəkət edə bilən əhəmiyyətli miqdarda (hissəciklərin ümumi sayına uyğun) yüklü hissəciklərin (daşıyıcıların) olması halında maddənin belə bir vəziyyətidir. Fizikada plazmanın aşağıdakı əsas növlərini ayırd etmək olar. Daşıyıcılar eyni tipli hissəciklərə aiddirsə (vəsistemi neytrallaşdıran əks yüklü zərrəciklər hərəkət azadlığına malik deyildir), ona birkomponentli deyilir. Əks halda, o - iki və ya çoxkomponentlidir.
Plazma xüsusiyyətləri
Beləliklə, plazma anlayışını qısaca təsvir etdik. Fizika dəqiq bir elmdir, ona görə də burada təriflər əvəzolunmazdır. İndi gəlin maddənin bu halının əsas xüsusiyyətlərindən danışaq.
Fizikada plazma xassələri aşağıdakılardır. Əvvəla, bu vəziyyətdə, onsuz da kiçik elektromaqnit qüvvələrin təsiri altında, daşıyıcıların hərəkəti yaranır - bu qüvvələr mənbələrinin süzülməsi səbəbindən yox olana qədər bu şəkildə axan bir cərəyan. Buna görə də, plazma sonda kvazi-neytral olduğu bir vəziyyətə keçir. Başqa sözlə, onun bəzi mikroskopik dəyərdən böyük həcmləri sıfır yükə malikdir. Plazmanın ikinci xüsusiyyəti Kulon və Amper qüvvələrinin uzaq məsafəli təbiəti ilə bağlıdır. O, ondan ibarətdir ki, bu vəziyyətdə olan hərəkətlər, bir qayda olaraq, çox sayda yüklü hissəcikləri əhatə edən kollektiv xarakter daşıyır. Bunlar fizikada plazmanın əsas xassələridir. Onları xatırlamaq faydalı olardı.
Bu xüsusiyyətlərin hər ikisi plazma fizikasının qeyri-adi dərəcədə zəngin və müxtəlif olmasına gətirib çıxarır. Onun ən parlaq təzahürü müxtəlif növ qeyri-sabitliyin baş verməsinin asanlığıdır. Onlar plazmanın praktiki tətbiqinə mane olan ciddi maneədir. Fizika daim inkişaf edən bir elmdir. Ona görə də ümid etmək olar ki, zaman keçdikcə bu maneələr aradan qalxacaqaradan qaldırılacaq.
Mayelərdə plazma
Strukturların konkret nümunələrinə keçməklə, gəlin qatılaşdırılmış maddədə plazma altsistemlərinin nəzərdən keçirilməsindən başlayaq. Mayelər arasında ilk növbədə maye metalları adlandırmaq lazımdır - plazma alt sisteminin uyğun olduğu bir nümunə - elektron daşıyıcılarının bir komponentli plazması. Düzünü desək, bizi maraqlandıran kateqoriyaya hər iki işarənin daşıyıcıları - ionları olan elektrolit mayeləri də daxil edilməlidir. Bununla belə, müxtəlif səbəblərdən elektrolitlər bu kateqoriyaya daxil edilmir. Onlardan biri elektrolitdə elektron kimi yüngül, mobil daşıyıcıların olmamasıdır. Buna görə də yuxarıdakı plazma xassələri daha zəif ifadə edilir.
Kristallarda plazma
Kristallardakı plazmanın xüsusi adı var - bərk hal plazması. İon kristallarında yüklər olsa da, onlar hərəkətsizdirlər. Buna görə də plazma yoxdur. Metallarda bunlar birkomponentli plazmanı təşkil edən keçirici elektronlardır. Onun yükü hərəkətsiz (daha doğrusu, uzaq məsafələrə hərəkət edə bilməyən) ionların yükü ilə kompensasiya edilir.
Yarımkeçiricilərdə plazma
Plazma fizikasının əsaslarını nəzərə alaraq qeyd etmək lazımdır ki, yarımkeçiricilərdə vəziyyət daha müxtəlifdir. Qısaca onu xarakterizə edək. Bu maddələrdə bir komponentli plazma, onlara uyğun çirklər daxil olduqda yarana bilər. Əgər çirklər asanlıqla elektronlar (donorlar) verirsə, onda n tipli daşıyıcılar görünür - elektronlar. Əgər çirklər, əksinə, elektronları (qəbulediciləri) asanlıqla götürürsə, onda p tipli daşıyıcılar yaranır.- müsbət yüklü hissəciklər kimi davranan dəliklər (elektronların paylanmasında boş yerlər). Yarımkeçiricilərdə elektronların və dəliklərin əmələ gətirdiyi iki komponentli plazma daha sadə şəkildə yaranır. Məsələn, valentlik zonasından elektronları keçiricilik zolağına atan işıq nasosunun təsiri altında görünür. Qeyd edək ki, müəyyən şərtlərdə bir-birinə cəlb olunan elektronlar və dəliklər hidrogen atomuna bənzər bağlı bir vəziyyət - eksiton yarada bilər və əgər nasos intensivdirsə və eksitonların sıxlığı yüksəkdirsə, onda onlar birləşərək damcı əmələ gətirirlər. elektron deşikli maye. Bəzən belə bir vəziyyət maddənin yeni vəziyyəti hesab olunur.
Qaz ionlaşması
Yuxarıdakı misallar plazma vəziyyətinin xüsusi hallarına aiddir və onun təmiz formasındakı plazma ionlaşmış qaz adlanır. Bir çox amillər onun ionlaşmasına səbəb ola bilər: elektrik sahəsi (qaz boşalması, tufan), işıq axını (fotoionlaşma), sürətli hissəciklər (radiaktiv mənbələrdən şüalanma, hündürlüklə ionlaşma dərəcəsini artırmaqla kəşf edilmiş kosmik şüalar). Bununla belə, əsas amil qazın qızdırılmasıdır (termal ionlaşma). Bu halda elektronun atomdan ayrılması yüksək temperatura görə kifayət qədər kinetik enerjiyə malik olan digər qaz hissəciyinin sonuncusu ilə toqquşmasına səbəb olur.
Yüksək və aşağı temperaturlu plazma
Aşağı temperaturlu plazmanın fizikası demək olar ki, hər gün təmasda olduğumuz şeydir. Belə vəziyyətə misal olaraq alov,qaz boşalmasında və ildırımda olan maddə, soyuq kosmik plazmanın müxtəlif növləri (planetlərin və ulduzların iono- və maqnitosferləri), müxtəlif texniki cihazlarda işləyən maddə (MHD generatorları, plazma mühərrikləri, ocaqlar və s.). Yüksək temperatur plazmasına misal olaraq, erkən uşaqlıq və qocalıq dövrləri istisna olmaqla, təkamülünün bütün mərhələlərində ulduzların materiyasını, idarə olunan termonüvə birləşmələrində (tokamaklar, lazer cihazları, şüa cihazları və s.) işləyən maddəni göstərmək olar.
Maddənin dördüncü vəziyyəti
Əsr yarım əvvəl bir çox fizik və kimyaçı maddənin yalnız molekul və atomlardan ibarət olduğuna inanırdı. Onlar ya tamamilə nizamsız, ya da daha çox və ya daha az nizamlı birləşmələrdə birləşdirilir. Üç faza olduğuna inanılırdı - qaz, maye və bərk. Maddələr onları xarici şəraitin təsiri altında qəbul edir.
Lakin hazırda maddənin 4 halının olduğunu deyə bilərik. Yeni hesab edilə bilən plazmadır, dördüncü. Onun qatılaşdırılmış (bərk və maye) hallardan fərqi ondan ibarətdir ki, o, qaz kimi təkcə kəsilmə elastikliyinə malik deyil, həm də sabit həcmə malikdir. Digər tərəfdən, plazmanın kondensasiya olunmuş vəziyyətlə ortaq cəhəti qısa mənzilli nizamın olması, yəni verilmiş plazma yükünə bitişik hissəciklərin mövqelərinin və tərkibinin korrelyasiyasıdır. Bu halda belə korrelyasiya molekullararası deyil, Kulon qüvvələri tərəfindən yaradılır: verilmiş yük eyniadlı yükləri özü ilə dəf edir və əks yükləri cəlb edir.
Plazma fizikası bizim tərəfimizdən qısaca nəzərdən keçirildi. Bu mövzu kifayət qədər həcmlidir, ona görə də yalnız onun əsaslarını açıqladığımızı deyə bilərik. Plazma fizikası şübhəsiz ki, daha çox diqqətə layiqdir.
