Descriere: Plasma gazoasă – gaz în care măcar o parte a atomilor şi moleculelor se află în stare ionizată. Cauzile ionizării pot fi: temperaturi, înalte ciocnirile electronice (la descărcările în gaze), radiaţile electromagnetice ş.a. Cea mai importantă caracteristică a plasmei este proprietatea ei de a fi cvazineutră, adică în orice punct al spaţiului pe care-l ocupă ea, sarcina spaţială pozitivă este compensată (sau aproape compensată) de sarcina spaţială negativă. Această proprietate a plasmei este o consecinţă a faptului, că în jurul oricărei sarcini e se grupează particulele încărcate, dar de semn opus, astfel, încît potenţialul culonian φ egal e/r. exp(- r/D), unde D este raza de ecranare Debai, care depinde de densatea sarcinii şi temperaturii particulelor, iar r – distanţa dintre sarcina negativă e şi punctul dat din spaţiu. Dacă dimensiunile liniare sînt cu mult mai mari decît D, atunci sistemul îşi menţine starea cvazineutră şi în acest caz gazul ionizat poate fi numit plasmă.
Plasma gazoasă posedă o serie de particularităţi specifice (conductibilitate electrică şi plastitate mare, interacţiuni puternice cu cîmpurile electromagnetice exterioare ş.a), ceea ce permite dea o considera stare deosebită («a patra» stare de agregare) a substanţei. Plasma se întîlneşte destul de des în condiţii naturale şi de laborator. Orice flacără, explozie, fulger, comprimare şi dilatare bruscă este însoţită de gaze ionizate. Plasma apare şi la trecerea unui curent electric prin gaze (lampă cu lumină de zi, gazotron, ş.a). straturile superioare ale atmosferei terestre (ionosfera), ionizate de radiaţiile solare, deasemenea conţin Plasmă. Stelele fierbinţi şi unii nori interstelari, care au temperaturi înalte, sînt formate din Plasmă complect ionizată.
Dacă toate componentele Plasmei au aceeaşi temperatură, atunci ea se numeşte Plasmă izotermică (de ex. Plasma din atmosfera stelelor). Într-o astfel de plasmă toate procesele de schimb de energie (ionizare, recombinare, radiaţie, absorbţie ş.a) sînt procese echilibrate. Ca exemplu de plasmă neizotermică poate servi plasma care apare la descărcările în gaze, unde temperatura electronilor este cu mult mai mare decît temperatura ionilor. Odată cu oscilaţiile acustice obişnuite ale densităţii substanţei în plasmă pot avea loc oscilaţii ale densităţii sarcinilor:
a) oscilarea electronilor faţă de ionii grei cu frecvenţa ωe apropiată ca valoare de frecvenţa
Lengmiur ωL ~ ωe ~ 4π * eNe , unde m este masa electronului, iar Ne –
m
densitatea electronilor (pentru diferite tipuri de plasme. ωL se află în limitile 10 la puterea a 5 – 10 la puterea a 15 hţ);
b) oscilaţii ale ionilor (unde sonore ionice) cu frecvenţe mai mici decît ωL (10² - 10 la puterea a 7 hţ). Din cauza rotaţiei Larmor a ionilor şi electronilor în prezenţa unui cîmp magnetic în plasmă este posibilă apariţia undelor elicoidale de înaltă fregvenţă (heliconi), undelor Alfven şi magnetosonor, undelor ciclotronice ş.a. Cîmpul magnetic exterior poate izola plasma de mediul înconjurător. Plasma poate fi înlăturată de la perreţii unui vas prin contactarea ei într-o coloană îngustă sub acţiunea cîmpului magnetic propriu al curentului (efectul Pinci). Însă izolarea magnetică a plasmei, care are o mare importanţă la rezolvarea unor probleme de sinteză termonucleară dirijată, prezintă dificultăţi din cauza instabilităţii ei în cîmpul magnetic.
|
