Ֆիզիկան շատ հետաքրքիր գիտություն է։ Այն երբեմն պարունակում է այնպիսի հասկացություններ, որոնց մասին մենք լսել ենք, բայց իրական պատկերացում չունենք։ Իսկ այսօր՝ բարձր տեխնոլոգիաների զարգացման դարաշրջանում, պլազմա, կամ այլ կերպ ասած՝ իոնացված գազ հասկացությունը գնալով ավելի ու ավելի է սահում։ Շատերը, հենց այս բառը լսելով, վախենում են, և չեն էլ փորձում պարզել, թե դա ինչ է նշանակում։ Բայց ամեն ինչ շատ պարզ է, և այս հոդվածում մենք ձեզ կպատմենք, թե ինչ է իոնացված գազը և ինչ հատկություններ ունի:
Մինչ ձեզ մանրամասն և համապարփակ տեղեկատվություն տրամադրելը, եկեք մի կարճ շեղ անցնենք պատմության մեջ:
Պատմություն
Պլազման կամ նյութի չորրորդ վիճակը հայտնաբերվել է 1879 թվականին Ուիլյամ Քրուքսի կողմից վոլտային աղեղի հետ կապված փորձերի ժամանակ։ Հետագայում ստեղծվեց մի ամբողջ գիտություն, որը կոչվում էր պլազմայի ֆիզիկա։ Որտեղի՞ց է առաջացել ողջ գիտությունը և ինչո՞ւ է այն անհրաժեշտ: Բանն այն է, որ պլազմայի ուսումնասիրությունը մեծ կիրառություն է գտել գիտության և տեխնիկայի տարբեր ոլորտներում։ Բայց այս մասին կխոսենք մի փոքր ուշ։ Իսկ հիմա մի փոքր «իոնացված գազ» հասկացության էության մասին։
Ի՞նչ է պլազման:
Այս բառը ռուսերեն է եկել հունարենից։ Նշանակում է «ձևավորված», «պատրաստված»։ Եվ սրանք դատարկ խոսքեր չեն։ ինչպեսՀայտնի է, որ սովորական գազը վերցնում է այն նավի ձևը, որտեղ գտնվում է (ճիշտ այնպես, ինչպես ջուրը): Այդ իսկ պատճառով այն քաոսային է և չունի հստակ ձև։ Այնուամենայնիվ, պլազման բոլորովին այլ է: Զարմանալի չէ, որ այն կոչվում է նյութի չորրորդ վիճակ: Այն արմատապես տարբերվում է մնացած բոլոր պետություններից իր հատուկ հատկություններով։ Փաստն այն է, որ պլազման կազմող բոլոր ատոմներն ունեն դրական կամ բացասական լիցք։
Նախքան կխոսենք այն մասին, թե ինչպես է ստացվում պլազման և որտեղ է այն օգտագործվում, եկեք վերլուծենք պլազմայի ֆիզիկայի տեսության ասպեկտները, քանի որ այն շատ օգտակար կլինի մեզ հետագա շարադրման համար:
Պլազմայի տեսություն
Դպրոցական քիմիայի դասընթացում շատ ժամանակ է հատկացվում լուծույթներին և դրանցում առկա մասնիկներին։ Այս լիցքավորված մասնիկները յուրահատուկ հատկություններ ունեն և որոշում են տարբեր «լուծույթ-լուծիչ» համակարգերի ֆիզիկական և քիմիական բնութագրերը: Այնուամենայնիվ, իոնները (լուծույթի մեջ լիցքավորված մասնիկներ) գոյություն ունեն ոչ միայն ջրային միջավայրում։
Ինչպես պարզվեց, գազը կարող է իոնանալ և ձևավորել դրական կամ բացասական լիցքով ատոմներ: Դա կարող է տեղի ունենալ արտաքին ուժերի կողմից ատոմից էլեկտրոնը դուրս մղելու գործընթացում: Արտանետվող էլեկտրոնը կարող է նաև բախվել որևէ այլ ատոմի և «նոկաուտի ենթարկել» մեկ այլ էլեկտրոն: Բայց կարող է տեղի ունենալ նաև հակառակ իրավիճակը. էլեկտրոնը կարող է թռչել իոնի մեջ և նորից չեզոք ատոմ ձևավորել: Եվ այս բոլոր գործընթացները մշտապես տեղի են ունենում պլազմայում։ Այն բավականին անկայուն է դրան աջակցելու արտաքին ուժերի բացակայության պայմաններում։
Պլազման ստանում են հիմնականում շատ պարզ եղանակով, որը հասանելի է մեզանից յուրաքանչյուրին տանը՝ գազը բարձր լարման էլեկտրական աղեղով անցնելով։ Որքան բարձր է աղեղի ջերմաստիճանը, այնքան ավելի տաքացած պլազմա ենք ստանում ելքում: Որքան բարձր է լարումը նրա կոնտակտների վրա, այնքան ավելի իոնացված գազ է ստացվում դրանից հետո։
Պլազման նույնպես կարելի է բաժանել մի քանի տեսակների. Թե ինչ է իրենից ներկայացնում պլազման (իոնացված գազ) կիմանաք հաջորդ բաժնում։
Պլազմայի տեսակներ
Ըստ ծագման՝ իոնացված գազը կարելի է բաժանել արհեստականի և բնականի։ Առաջին հայացքով ամեն ինչ պարզ է, մարդը հեշտությամբ ստեղծում է պլազմա և օգտագործում այն իր նպատակների համար (օրինակ՝ նեոնային լամպեր, լազերներ, կառավարվող ջերմամիջուկային միաձուլում)։ Իսկ ինչպիսի՞ պլազմա է հանդիպում բնության մեջ: Նրա ամենահայտնի դրսեւորումը կայծակն է։
Իոնացված գազը կարող է ներառել նաև այնպիսի երևույթ, ինչպիսին է հյուսիսափայլը, որը Երկրի ոչ բոլոր բնակիչներն ունեն բախտ տեսնելու։ Նաև արևային քամին, որը գոյություն ունի տիեզերքում, նյութի չորրորդ վիճակն է: Եթե պլազման դիտարկենք ավելի լայն իմաստով, ապա կստացվի, որ ամբողջ արտաքին տարածությունը պատկանում է նրան։
Պլազման կարելի է բաժանել նաև իր ջերմաստիճանով։ Ինչպես գիտեք, որքան տաք է գազը, այնքան ավելի ակտիվ է նրա մեջ մոլեկուլների շարժումը և ավելի մեծ է նրա էներգիան։ Քանի որ պլազման նույնպես գազ է, այս պնդումները ճիշտ են նաև դրա համար: Այսպիսով, սկսած իոնացված գազի ջերմաստիճանից, այն բաժանվում է տաք (ջերմաստիճանմիլիոն Կ և ավելի) և ցուրտ (համապատասխանաբար, ջերմաստիճանը մեկ միլիոն Կ-ից պակաս է):
Կա ևս մեկ ցուցանիշ՝ իոնացման աստիճանը. Այն ցույց է տալիս, թե պլազմայի ատոմների քանի տոկոսն է քայքայվել իոնների: Ըստ այս ցուցանիշի՝ առանձնանում են բարձր իոնացված գազ և ցածր իոնացված գազ։ Այն նաև ներառված է ընդհանուր ընդունված դասակարգումներից մեկում։
Եզրակացություն
Պլազման այնքան էլ դժվար հասկանալի բան չէ: Դժվարությունները սկսվում են դրա ավելի խորը ուսումնասիրությունից: Բայց այդպես կարելի է նայել ամեն ինչի: Մենք հատուկ չանդրադարձանք մաթեմատիկական հաշվարկներին, որպեսզի հնարավորինս մանրամասն բացատրենք այս հայեցակարգի էությունը: Ֆիզիկան շատ հետաքրքիր գիտություն է, և անհրաժեշտ է ուսումնասիրել այն, թեկուզ միայն այն պատճառով, որ այն մեզ շրջապատում է ամեն ինչով և ամենուր։ Եվ մեր հոդվածը նպատակ ունի ապացուցելու դա, քանի որ պլազման ամենուր է մեր շուրջը, պարզապես երբեմն մենք չենք հասկանում դրա հետ կապված երևույթների խորը էությունը։
