Ποια είναι τα φυσικά χαρακτηριστικά του πλάσματος;

Το πλάσμα, που συχνά ονομάζεται "τέταρτη κατάσταση της ύλης" (μετά από στερεό, υγρό και αέριο), είναι ένα υπερθερμασμένο θέμα όπου τα άτομα απογυμνώνονται από μερικά ή όλα τα ηλεκτρόνια τους, δημιουργώντας ένα μείγμα ελεύθερων ιόντων και ηλεκτρονίων. Αυτό δίνει στο πλάσμα μερικά μοναδικά φυσικά χαρακτηριστικά:

1. Υψηλή ενέργεια και θερμοκρασία:

* Το πλάσμα απαιτεί μια σημαντική ποσότητα εισόδου ενέργειας (θερμότητα ή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία) για σχηματισμό.

* Οι θερμοκρασίες μπορούν να κυμαίνονται από χιλιάδες έως εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου.

2. Ηλεκτρική αγωγιμότητα:

* Λόγω της παρουσίας ελεύθερων ηλεκτρονίων, το πλάσμα είναι ένας εξαιρετικός αγωγός ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό επιτρέπει πράγματα όπως φώτα φθορισμού, αστραπές και τηλεοράσεις στο πλάσμα.

3. Μαγνητική ευαισθησία:

* Τα φορτισμένα σωματίδια στο πλάσμα αλληλεπιδρούν έντονα με μαγνητικά πεδία. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το πλάσμα μπορεί να περιοριστεί και να χειριστεί χρησιμοποιώντας μαγνητικά πεδία, όπως φαίνεται στους αντιδραστήρες σύντηξης.

4. Συλλογική συμπεριφορά:

* Τα φορτισμένα σωματίδια στο πλάσμα αλληλεπιδρούν έντονα μεταξύ τους, οδηγώντας σε συλλογική συμπεριφορά που δεν παρατηρείται σε άλλες καταστάσεις της ύλης. Αυτό μπορεί να δημιουργήσει κύματα, αστάθειες και άλλα σύνθετα φαινόμενα.

5. Εκπομπή φωτός (φωταύγεια):

* Το πλάσμα εκπέμπει φως όταν τα ηλεκτρόνια ανασυνδυάζουν με ιόντα, απελευθερώνοντας ενέργεια με τη μορφή φωτονίων. Το χρώμα του φωτός εξαρτάται από τον τύπο των ατόμων στο πλάσμα.

6. Μεταβλητή πυκνότητα:

* Το πλάσμα μπορεί να υπάρχει σε ένα ευρύ φάσμα πυκνοτήτων, από εξαιρετικά χαμηλές πυκνότητες στο διάστημα έως πολύ υψηλές πυκνότητες σε ορισμένες βιομηχανικές εφαρμογές.

7. Παρουσία ουδέτερων:

* Το πλάσμα δεν είναι πάντα πλήρως ιονισμένο. Μπορεί να περιέχει ουδέτερα σωματίδια όπως άτομα και μόρια, ανάλογα με τη θερμοκρασία και την πίεση.

8. Μεταβλητός βαθμός ιονισμού:

* Το πλάσμα μπορεί να είναι μερικώς ιονισμένο (μερικά άτομα εξακολουθούν να έχουν τα ηλεκτρόνια τους) ή πλήρως ιονισμένα (όλα τα άτομα έχουν χάσει τα ηλεκτρόνια τους).

9. Quasineutrality:

* Το πλάσμα είναι συνήθως ηλεκτρικά ουδέτερο συνολικά, που σημαίνει ότι ο αριθμός των θετικών ιόντων είναι περίπου ίσος με τον αριθμό των αρνητικών ηλεκτρονίων.

Παραδείγματα πλάσματος:

* Ο ήλιος και τα αστέρια: Ο ήλιος και τα αστέρια αποτελούνται κυρίως από πλάσμα.

* Lightning: Μια σύντομη εκκένωση πλάσματος υψηλής ενέργειας στην ατμόσφαιρα.

* aurora borealis: Φαινόμενα πλάσματος στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης.

* Φώτα φθορισμού: Το πλάσμα παράγεται μέσα σε αυτούς τους σωλήνες.

* τηλεοράσεις πλάσματος: Οι οθόνες πλάσματος εκπέμπουν φως από διεγερμένα μόρια αερίου.

* Αντιδραστήρες σύντηξης: Οι επιστήμονες εργάζονται για την ανάπτυξη ελεγχόμενων αντιδράσεων σύντηξης χρησιμοποιώντας πλάσμα.