Концепцията на плазма

изпускането на газ произвежда голямо количество на положителни йони поради високата ефективност на йонизация въздействие, концентрацията на йони и електрони е същото. Такава система на електрони и положителни йони, диспергиран със същата концентрация, наречен плазма. Терминът "плазма" е въведена през 1929 г. от американските физици I. Langmuir и L. Тонкс.

Плазмените оформен в изпускането на газ се нарича газоразрядни; Тя включва положителната колона на тлеещ разряд канал запалителни и дъгови разряди.

Положителния полюс е така наречената не-изотермични плазмата. В такъв плазма, средната кинетичната енергия на електроните, йони и неутрални молекули (или атоми) са различни.

Припомнете си, връзката между средния кинетичната енергия на молекулите на идеален газ (газ под налягане в изпълнението на светлина е малка, поради което може да се счита идеален) и температурата

Може да се каже, че температурата на плазмени компоненти са различни. По този начин температурата на електрони в тлеещ разряд в неон при налягане от 3 mm. Hg. Чл. около 8729 # 4, 10 4 К, и йони и атоми температура 400 К, температурата на йон малко по-висок атомен температура.

Плазма, в която равенство (където индекс "е", "I", "с" се отнася до електрони, йони, атоми) се нарича изотермични. Тази плазма йонизация се случва, когато се използва висока температура (дъгата изгаряне при атмосферно налягане и по-горе, искра канал); например, в дъга свръхвисоко налягане (. 1000 атм) плазмата достига температури от 10 000 К, температурата на плазмата при термоядрен експлозия - от порядъка на няколко десетки милиони градуса, "токамак" настройката за изучаване слети реакции - около 7 # 8729; 10 юни К.

може да се появи на плазмата не само при преминаване на ток през газа. Газът може да бъде превърнато в плазма състояние и чрез нагряване до високи температури. Вътрешното поле на звездите (включително Слънцето) са в плазмено състояние, където температурите достигат август 10 К (фиг. 8.10).

Кулон гама взаимодействието на заредени частици в плазмата води до качествена плазма оригиналност, което дава възможност да го разгледа специален, четвъртото състояние на материята.

Най-важните свойства на плазмата:

силно взаимодействие с външни магнитни и електрически полета, свързани с висока проводимост;
специфичен колективно взаимодействие на плазмените частици, се извършва чрез средно електрически и магнитни полета, които произвеждат самите тези частици;
чрез колективни взаимодействия плазма се държи като вид на еластична среда, където лесно развълнуван и се прилагат различни видове вълни (например, Langmuir плазмени осцилации);
в външно магнитно поле, плазмата се държи като диамагнитната среда;
специфична електропроводимост # 963; не напълно йонизирана плазма зависи от плътността на плазма и се увеличава с увеличаване на термодинамична температура, пропорционално. Когато T ≥ 10 юли K # 963; Тя е толкова голяма, че плазмата може да се счита приблизително като идеален проводник ().

Plasma - най-често състояние на материята във Вселената. Слънцето и другите звезди са съставени от напълно йонизирана плазма при висока температура. Основният източник на енергия на излъчване звезда - термодинамични синтетични реакции, настъпили в звезди с огромни температури. Студената мъглявина и междузвездната среда също се намира в плазмено състояние. Те представляват плазма с ниска температура, йонизация което се извършва главно чрез фотойонизация от ултравиолетови лъчения звезди. В пространство близо до Земята е слабо йонизирана плазма в радиационните пояси и йоносферата. С процесите, които протичат в свързаната явления плазма като магнитни бури, нарушения на разстояние радио комуникация и северно сияние.

плазмата освобождаване на ниска температура, получен в подгряващи, искра или дъгови разряди в газове, се използва широко в различни източници на светлина в газови лазери, за заваряване, рязане, топене и други видове метали.

Основната практически интерес в плазмата физика, свързани с проблема на контролирания ядрен синтез - обединяване на процеса леки атомни ядра при високи температури при контролирани условия. Изходът на енергия на реактора е 10-5 кВт / m 3 в реакцията

в плазмата плътност от 10 5 cm - 3 и температура от 10 август К.

Дръжте плазма при висока температура е предложено (през 1950 г. СССР, I. Е. Tamm, A. D. Сахаров) на силно магнитно поле в тороидална камера с магнитни бобини за кратко - токамак. Фигура 8.11 показва диаграма на токамак. 1 - първичната намотка на трансформатора; 2 - тороидална намотка магнитно поле; 3 - подложка, тънкостенна вътрешна тръба за привеждане тороидални електрическото поле; 4 - тороидална намотка магнитно поле; 5 - вакуумна камера; 6 - ядро желязо (магнитна верига).

В момента, като част от световната ядрена програма, най-новите системи, като например токамаци развити интензивно. Така например, в Санкт Петербург, създаден първият български сферична токамак "Глобус-М". Предвижда се да се създаде голям токамак TM-15, проучвания за управление на плазма за конфигурация. Започната изграждане на Казахстан токамак KTM за разработване на термоядрен синтез енергийни технологии. Фигура 8.12 показва схема на разрез токамак KTM и камера вакуум.

Изпълнение на контролирани реакции термоядрени в висока температура плазмите се даде възможност на човечеството в бъдеще, практически неизчерпаем източник на енергия.

Ниска температура плазма (T

10 Март K) се използва в източниците на газоразрядни светлина, лазери газ, топъл катод преобразуватели на топлинна енергия в електрическа енергия. Можете да създадете плазма далавераджия, в сила за маневриране в пространството и дълго космически полети.

Плазмата действа като работният флуид в плазмените ракетни двигатели и генератори MHD.

Движение на плазма в магнитно поле се използва в метода на директното превръщане на вътрешната енергия на йонизиран газ в електрическа енергия. Този метод се осъществява в магнитно генератор (генератор MHD), схематична диаграма е показана на фигура 8.13.

Силно нагрява йонизиран газ в резултат от изгарянето на гориво и обогатяване на горене парите на алкални метали, които повишават степента на йонизация на газ преминава през дюзата и се разширява в него. В тази част на вътрешната енергия на газа се превръща в неговия кинетична енергия. В напречно магнитно поле (фигура 8.9 областта на магнитната индукция е насочено над равнината на чертежа), положителни йони се отклоняват от силата на Лоренц към горния електрод А. и свободни електрони - на долния електрод С. Когато електроди схема за външно натоварване в него е електрически ток, насочена от анод А, генераторът MHD своята катод К.

свойства на плазмата излъчват електромагнитни вълни в ултравиолетовия диапазон се използват в модерна, плосък плазмен екран. Йонизацията на плазмата в плосък екран се появява в изпускането на газ. Освобождаване се среща в молекулите на бомбардиране с електрони газ ускоряват от електрическо поле - отделен разряд. Разреждането се поддържа достатъчно висок електрически потенциал - десетки или стотици волта. Най-честата газ напълнена плазмен дисплей е смес от инертни газове, въз основа на хелий или неон с добавянето на ксенон.

Продължителността на живота плазмен екран 30 хиляди. Hours.

плоски екрани газоразрядни възпроизвеждане на изображението цвят, използвани три вида фосфор които излъчват червено (R), зелено (G) и синия (B) светлина. Телевизор с плосък екран с елементи на изпълнението съдържа около един милион малки плазмени клетки, събрани в триадата RGB - пикселите (пиксел - елемент от картина).

Използването на природен газ изпълняват електрически ток в метали