Надо Знать

добавить знаний



Плазма (агрегатное состояние)



План:


Введение

Молния является примером естественной плазмы. Обычно молния достигает прохождения заряда в 30,000 ампер и потенциала до 100 миллионов вольт. Молнии излучают свет, радиоволны, рентгеновские и гамма-лучи. [1] Температура плазмы в молнии может достигать ~ 28,000 кельвинов и плотность электронов может превышать 10 24 м -3.

Плазма ( греч. πλάσμα , "Изображение, вымысел") - в физике и химии ионизированный, электрически квазинейтральных состояние вещества. Плазма считается четвертым (после твердого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества. Слово "ионизированный" означает, что от значительной части атомов или молекул отделен по крайней мере один электрон. Слово "квазинейтральных" означает, что несмотря на наличие свободных зарядов (электронов и ионов) суммарный электрический заряд плазмы равен нулю. Присутствие свободных электрических зарядов делает плазму проводящей средой, что обуславливает ее значительно большую (по сравнению с другими агрегатными состояниями вещества) взаимодействие с магнитным и электрическим полями. "Четвертый состояние вещества" открыл Уильям Крукс в 1879, а название "плазма" предложил Ирвинг Ленгмюр в 1928.

Как и вещество в любом другом агрегатном состоянии плазма является внешне нейтральной, поскольку является смесью положительных и отрицательных ионов в таком количестве и концентрации, что их заряды компенсируют друг друга. Плазма имеет свойства похожи как на газообразное состояние вещества (частицы движутся свободно и расстояние между частицами значительно больше размер частиц), так и на жидкий (большая вязкость) и твердый (электроны движутся свободно от ядер атомов).

Свойства плазмы исследует физика плазмы. Теоретически плазма описывается уравнениями магнитогидродинамики.


1. Формы плазмы

Плазменный путь, оставленный космическим челноком Атлантис при повторном вхождении в атмосферу. Вид Международной космической станции.

По сегодняшним представлениям, фазовым состоянием большей части вещества (по массе около 99,9%) в Вселенной является плазма. [2] Все звезды состоят из плазмы, и даже пространство между ними заполнено плазмой, хотя и очень разреженной (см. межзвездное пространство). Например, планета Юпитер сосредоточила в себе практически все вещество Солнечной системы, находящейся в "неплазмовому" состоянии ( жидком, твердом и газообразном). При этом масса Юпитера составляет всего около 0,1% массы Солнечной системы, а объем еще меньше: всего 10 -15%. При этом мелкие частицы пыли, которые заполняют космическое пространство и несут на себе определенный электрический заряд, в совокупности могут быть рассмотрены как плазма, состоящая из сверхтяжелых ионов (см. пылевая плазма).

Наиболее типичные формы плазмы
Искусственно созданная плазма
Земная естественная плазма
Космическая и астрофизическая плазма

2. Свойства и параметры плазмы

2.1. Определение плазмы

Плазма - частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. [4] Не всякую систему заряженных частиц можно назвать плазмой. Плазма имеет следующие свойства: [5] [6] [7]

  • Достаточное плотность : заряженные частицы должны находиться достаточно близко друг к другу, чтобы каждый из них взаимодействовала с целой системой близкорасположенных заряженных частиц. Условие считается выполненным, если число заряженных частиц в сфере влияния (сфера радиусом Дебая) достаточно для возникновения коллективных эффектов (подобные проявления - типичная свойство плазмы). Математически это условие можно выразить так:
r_D ^ 3 N \ gg 1 \, , Где ~ N - Концентрация заряженных частиц.
  • Приоритет внутренних взаимодействий: радиус дебаевской экранирования должен быть мал по сравнению с характерным размером плазмы. Этот критерий означает, что взаимодействия, происходящие внутри плазмы более значительные по сравнению с эффектами на ее поверхности, которыми можно пренебречь. Если это условие выполнено, плазму можно считать квазинейтральных. Математически это условие описывается следующим образом:
{R_D \ over L} \ ll 1.
  • Плазменная частота: среднее время между столкновениями частиц должен быть большой по сравнению с периодом плазменных колебаний. Эти колебания вызываются действием на заряд электрического поля, возникающего из-за нарушения квазинейтральности плазмы. Это поле стремится восстановить нарушенное равновесие. Возвращаясь в положение равновесия, заряд проходит по инерции это положение, вновь приводит к появлению сильного поля, возникают типичные механические колебания. [8] Когда это условие соблюдено, электродинамические свойства плазмы преобладают над молекулярно-кинетическим. Языке математики это условие имеет вид:
\ Tau \ omega_ {pl} \ gg 1.

2.2. Классификация

Плазма обычно делится при этом довольно часто холодная плазма бывает неравновесной, а горячая равновесной.

2.3. Температура

При чтении научно-популярной литературы читатель часто видит значение температуры плазмы порядка десятков, сотен тысяч или даже миллионов С или К. Для описания плазмы в физике удобно измерять температуру не в С, а в единицах измерения, характерная для энергии движения частиц, например, в электрон-вольтах (эВ). Для перевода температуры в эВ можно воспользоваться следующим соотношением: 1 эВ = 11600 K (Кельвинов). Таким образом становится понятно, что температура в "десятки тысяч С" достаточно легко достижима.

В неравновесной плазме электронная температура существенно превышает температуру ионов. Это происходит из-за различия в массах иона и электрона, которое затрудняет процесс обмена энергией. Такая ситуация встречается в газовых разрядах, когда ионы имеют температуру около сотен, а электроны около десятков тысяч K.

В равновесной плазме обе температуры равны. Поскольку для осуществления процесса ионизации необходимы температуры, сравнимые с потенциалом ионизации, равновесная плазма обычно является горячей (с температурой больше нескольких тысяч K).

Понятие высокотемпературная плазма употребляется обычно для плазмы термоядерного синтеза, который требует температур в миллионы K.


2.4. Степень ионизации

Для того, чтобы газ перешел в состояние плазмы, его необходимо ионизировать. Степень ионизации пропорциональна числу атомов, которые отдали или поглотили электроны, и больше зависит от температуры. Даже слабо ионизированный газ, в котором менее 1% долей находятся в ионизированном состоянии, может проявлять некоторые типичные свойства плазмы (взаимодействие с внешним электромагнитным полем и высокая электропроводность). Степень ионизации α определяется как α = n i / (n i + n a), где n i - концентрация ионов, а n a - концентрация нейтральных атомов. Концентрация свободных электронов в незаряженный плазме n e определяется очевидным соотношением n e = n i, где - среднее значение заряда ионов плазмы.

Для низкотемпературной плазмы характерна малая степень ионизации (до 1%). Так как плазмы довольно часто употребляются в технологических процессах, их иногда называют технологическими плазмами. Чаще всего их создают при помощи электрических полей, которые ускоряют электроны, которые в свою очередь ионизируют атомы. Электрические поля вводятся в газ посредством индуктивной или емкостной связи (см. индуктивно-связанная плазма). Типичные применения низкотемпературной плазмы включают плазменную модификацию свойств поверхности (алмазные пленки, нитридування металлов, изменение смачиваемости), плазменное травление поверхностей (полупроводниковая промышленность), очистки газов и жидкостей (озонирование воды и сжигание частиц сажи в дизельных двигателях).

Горячая плазма почти всегда полностью ионизированная (степень ионизации ~ 100%). Обычно именно она подразумевается под "четвертым агрегатным состоянием вещества" . Примером может служить Солнце.


2.5. Плотность

Кроме температуры, которая имеет фундаментальную важность для самого существования плазмы, вторым наиболее важным свойством плазмы является плотность. Словосочетание плотность плазмы обычно обозначает плотность электронов, т.е. число свободных электронов в единице объема (строго говоря, здесь, плотностью называют концентрацию - не массу единицы объема, а число частиц в единице объема). В квазинейтральных плазме плотность ионов связана с ней с помощью среднего зарядового числа ионов \ Langle Z \ rangle : n_e = \ langle Z \ rangle n_i . Следующей важной величиной является плотность нейтральных атомов n_0 . В горячей плазме величина n_0 мала, но может тем не менее быть важной для физики процессов в плазме. При рассмотрении процессов в густой, неидеальной плазме характерным параметром плотности становится r_s , Который определяется как отношение среднего расстояния между частицами в боровского радиуса.


2.6. Квазинейтральнисть

Поскольку плазма является очень хорошим проводником, электрические свойства имеют важное значение. Потенциалом плазмы или потенциалом пространства называют среднее значение электрического потенциала в данной точке пространства. В случае если в плазму внесено какое-либо тело, его потенциал в общем случае будет меньше потенциал плазмы вследствие возникновения дебаевской слоя. Такой потенциал называют плавающим потенциалом. Из-за хорошей электрической проводимостью плазма стремится экранировать все электрические поля. Это приводит к явлению квазинейтральности - плотность отрицательных зарядов с хорошей точностью равна плотности положительных зарядов ( n_e = \ langle Z \ rangle n_i ). В связи с хорошей электрической проводимостью плазмы разделение положительных и отрицательных зарядов невозможно на расстояниях больших по дебаивську длину и времени большего период плазменных колебаний.

Примером неквазинейтральнои плазмы является пучок электронов. Однако плотность не-нейтральных плазм должна быть очень мала, иначе они быстро распадутся за счет кулоновского отталкивания.


3. Физические свойства

Характерной особенностью плазмы, в отличие от других агрегатных состояний, является экранирование электростатического взаимодействия. В газе, твердом теле или жидкости поляризация атомов и молекул приводит к уменьшению взаимодействия между зарядами на величину, которая определяется диэлектрической постоянной. В плазме взаимодействие не просто уменьшается, она очень быстро, экспоненциально, затухает с увеличением расстояния между зарядами. Это экранирование предопределения перестройкой плотности зарядов противоположного знака вокруг любого заряда. Благодаря экранированию электроны и ионы в плазме движутся как в усредненном поле, и их можно трактовать как свободные частицы.

Благодаря экранированию внешнее электрическое поле не проникает в плазму на расстоянии, существенно больше, чем длина экранирования. Однако, в плазму может проникать магнитное поле. Плазма, в которой магнитное поле достаточно сильное, чтобы влиять на движение заряженных частиц называется намагниченной. Критерием намагниченности плазмы является отсутствие столкновения между частицами за один оборот в магнитном поле. Часто возникают случаи, когда электроны уже намагниченные, а ионы еще нет. Намагниченная плазма анизотропная - ее свойства зависят от направления относительно магнитного поля.


4. Базовые характеристики плазмы

Все величины приведены в гауссовой СГС одницях за исключением температуры, которая приведена в eV и массы ионов, которая приведена в единицах массы протона \ Mu = m_i / m_p ; Z - зарядовое число; k - постоянная Больцмана К - длина волны; γ - адиабатический индекс; ln Λ - кулоновский логарифм.

4.1. Частоты

  • Ларморова частота электрона, угловая частота кругового движения электрона в плоскости, перпендикулярной к магнитному полю:
\ Omega_ {ce} = eB / m_ec = 1.76 \ times 10 ^ 7 B \ mbox {rad / s}
  • Ларморова частота иона, угловая частота кругового движения иона в плоскости, перпендикулярной к магнитному полю:
\ Omega_ {ci} = eB / m_ic = 9.58 \ times 10 ^ 3 Z \ mu ^ {-1} B \ mbox {rad / s}
  • плазменная частота (частота колебаний плазмы), частота с которой электроны колеблются вокруг положения равновесия, будучи смещенными относительно ионов:
\ Omega_ {pe} = (4 \ pi n_ee ^ 2/m_e) ^ {1/2} = 5.64 \ times 10 ^ 4 n_e ^ {1/2} \ mbox {rad / s}
  • ионная плазменная частота:
\ Omega_ {pi} = (4 \ pi n_iZ ^ 2e ^ 2/m_i) ^ {1/2} = 1.32 \ times 10 ^ 3 Z \ mu ^ {-1 / 2} n_i ^ {1/2} \ mbox {rad / s}
  • частота столкновений электронов
\ Nu_e = 2.91 \ times 10 ^ {-6} n_e \, \ ln \ Lambda \, T_e ^ {-3 / 2} \ mbox {s} ^ {-1}
  • частота столкновений ионов
\ Nu_i = 4.80 \ times 10 ^ {-8} Z ^ 4 \ mu ^ {-1 / 2} n_i \, \ ln \ Lambda \, T_i ^ {-3 / 2} \ mbox {s} ^ {-1 }

4.2. Длины

  • Де-Бройлева длина волны электрона, длина волны электрона в квантовой механици:
\ Lambda \! \! \! \! - = \ Hbar / (m_ekT_e) ^ {1/2} = 2.76 \ times10 ^ {-8} \, T_e ^ {-1 / 2} \, \ mbox {cm}
  • минимальное расстояние сближения в классическом случае, минимальное расстояние на которое могут сблизиться две заряженные частицы при лобовом столкновении и начальной скорости, соответствующей температуре частиц, пренебрегая квантово-механические эффекты
e ^ 2/kT = 1.44 \ times10 ^ {-7} \, T ^ {-1} \, \ mbox {cm}
  • гиромагнитный радиус электрону, радиус кругового движения электрона в плоскости, перпендикулярной к магнитному полю:
r_e = v_ {Te} / \ omega_ {ce} = 2.38 \, T_e ^ {1/2} B ^ {-1} \, \ mbox {cm}
  • гиромагнитный радиус иона, радиус кругового движения иона в плоскости, перпендикулярной к магнитному полю:
r_i = v_ {Ti} / \ omega_ {ci} = 1.02 \ times10 ^ 2 \, \ mu ^ {1/2} Z ^ {-1} T_i ^ {1/2} B ^ {-1} \, \ mbox {cm}
  • размер скин-слоя плазмы, расстояние на которое электромагнитные волны могут проникать в плазму:
c / \ omega_ {pe} = 5.31 \ times10 ^ 5 \, n_e ^ {-1 / 2} \, \ mbox {cm}
  • Радиус Дебая (длина Дебая), расстояние на которое электрические поля экранируются за счет перераспределения электронов:
\ Lambda_D = (kT / 4 \ pi ne ^ 2) ^ {1/2} = 7.43 \ times10 ^ 2 \, T ^ {1/2} n ^ {-1 / 2} \, \ mbox {cm}

4.3. Скорости

  • Тепловая скорость электрона, формула для оценки скорости электронов при распределении Максвелла. Средняя скорость, наиболее вероятная скорость и среднеквадратичная скорость отличаются от этого выражения только множителями, которые примерно равны единице:
v_ {Te} = (kT_e / m_e) ^ {1/2} = 4.19 \ times10 ^ 7 \, T_e ^ {1/2} \, \ mbox {cm / s}

v_ {Ti} = (kT_i / m_i) ^ {1/2} = 9.79 \ times10 ^ 5 \, \ mu ^ {-1 / 2} T_i ^ {1/2} \, \ mbox {cm / s}

  • Скорость ионного звука, скорость продольных ионно-звуковых волн:
c_s = (\ gamma ZkT_e / m_i) ^ {1/2} = 9.79 \ times10 ^ 5 \, (\ gamma ZT_e / \ mu) ^ {1/2} \, \ mbox {cm / s}
v_A = B / (4 \ pi n_im_i) ^ {1/2} = 2.18 \ times10 ^ {11} \, \ mu ^ {-1 / 2} n_i ^ {-1 / 2} B \, \ mbox {cm / s}

4.4. Безразмерные величины

  • квадратный корень из отношения масс электрона и протона :
(M_e / m_p) ^ {1/2} = 2.33 \ times10 ^ {-2} = 1/42.9
  • Число частиц в сфере Дебая:
(4 \ pi / 3) n \ lambda_D ^ 3 = 1.72 \ times10 ^ 9 \, T ^ {3/2} n ^ {-1 / 2}
  • Отношение Альфвенивськои скорости к скорости света
v_A / c = 7.28 \, \ mu ^ {-1 / 2} n_i ^ {-1 / 2} B
  • отношение плазменной и ларморивськои частот для электрона
\ Omega_ {pe} / \ omega_ {ce} = 3.21 \ times10 ^ {-3} \, n_e ^ {1/2} B ^ {-1}
  • отношение плазменной и ларморивськои частот для иона
\ Omega_ {pi} / \ omega_ {ci} = 0.137 \, \ mu ^ {1/2} n_i ^ {1/2} B ^ {-1}
  • отношение тепловой и магнитной энергий
\ Beta = 8 \ pi nkT / B ^ 2 = 4.03 \ times10 ^ {-11} \, nTB ^ {-2}
  • отношение магнитной энергии к энергии покоя ионов
B ^ 2/8 \ pi n_im_ic 2 = 26.5 \, \ mu ^ {-1} n_i ^ {-1} B ^ 2

5. Отличие от газа

Основным отличием плазмы от газа является то, что существенной частью плазмы, наряду с атомами, ионами и электронами, является электромагнитное поле. Четко определенного фазового перехода между газом и плазмой не существует. Вещество переходит в состояние плазмы из газа постепенно с повышением степени ионизации.

Присутствие зарядов существенно меняет характер взаимодействия между частицами. Атомы газа взаимодействуют между собой только в случае столкновений, когда расстояния между ними малы. Кулоновское взаимодействие зарядов действует на больших расстояниях, поэтому движение заряженных частиц в плазме коллективный - изменение положения одной частицы вызывает смещение других частиц, которые в свою очередь приводят к дальнейшему смещению еще дальнейших частиц. Эти смещения сопровождаются распространением в плазме электромагнитных волн, вызванных локальным изменением плотности заряда. Для плазмы характерны так называемые плазменные колебания - согласованное распространение в пространстве волны плотности заряда продольной электромагнитной волны. В связи с тем, что плазма состоит минимум из двух типов заряженных частиц: электронов и ионов, существуют различные моды плазменных колебаний - электронные плазменные колебания и ионные колебания, так называемый ионный звук.

На коллективные колебания в плазме существенно влияет внешняя магнитное поле, изменяя их характер, и приводя к существованию значительного числа различных типов волн. В отличие от газа плазма обладает высокой электропроводность.

Свойство Газ Плазма
Электрическая проводимость Крайне мала
Например, воздух является прекрасным изолятором до тех пор, пока не переходит в состояние пламени под действием внешнего электрического поля напряженностью в 30 киловольт на сантиметр. [9]
Очень высокая
  1. Несмотря на то, что при протекании тока возникает хотя и малое падение потенциала падения потенциала, во многих случаях электрическое поле в плазме можно считать равным нулю. Градиенты плотности, связанные с наличием электрического поля, могут быть выражены через распределение Больцмана ..
  2. Возможность проводить токи делает плазму очень восприимчивой к воздействию магнитного поля, что приводит к возникновению таких явлений как филаментування, появление слоев и струй.
  3. Типичным является наличие коллективных эффектов, поскольку электрические и магнитные силы являются дальнего действия и намного сильнее, чем гравитационные.
Количество сортов частиц Один
Газы состоят из подобных друг другу частиц, которые движутся под действием гравитации, а друг с другом взаимодействуют лишь на сравнительно небольших расстояниях.
Два или три, или больше
Электроны, ионы и нейтральные частицы различаются знаком електирчного заряда и могут вести себя независимо друг от друга - иметь разные скорости и даже температуры, что служит причиной появления новых явлений, например волн и неустойчивостей.
Распределение по скоростям Максвелловской
Столкновение частиц друг с другом приводит к максвелловской распределения скоростей, согласно которому очень малая часть молекул газа имеют относительно большую скорость движения.
Немаксвеливський

Электрические поля имеют другое влияние на скорости частиц, чем столкновения, которые всегда ведут к максвелизации распределения по скоростям. Зависимость сечения кулоновских столкновений от скорости может усиливать это различие, приводя к таким эффектам, как двохтемпературний распределение и убегая электроны.

Тип взаимодействий Бинарные
Как правило двухчастичные столкновения, трьохчасткови столкновения крайне редки.
Коллективные
Каждая частица взаимодействует сразу со многими. Эти коллективные взаимодействия имеют гораздо большее влияние, чем двудольные.

5.1. Минимальные размеры

Срок плазма может применяться только к макроскопической совокупности частиц в которой действуют статистические закономерности взаимокомпенсации и взаимного экранирования зарядов. Поэтому при более точном определении плазмы показывают, что совокупность частиц может считаться плазмой только при условии, если ее размеры значительно больше дебаивський радиус экранирования.

Следовательно, определение плазмы как "газообразной среды, где концентрации положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы, а хаотическое движение частиц преобладает над упорядоченным движением их даже в электрическом поле. "- является несколько упрощенным.


6. Естественная и искусственная плазма

Большинство вещества в Вселенной находится в состоянии плазмы. Прежде всего в плазменном состоянии вещества Солнца и других звезд. Это высокотемпературная плазма, которая нагревается термоядерными реакциями внутри светил. Плазмой также звездный ветер, в частности солнечный ветер - поток ионизированного вещества из звезд. Межпланетное и межзвездная среда тоже является плазмой, хотя очень и очень разреженной. Несмотря на значительную разреженность, межзвездная и межгалактическом среду благодаря большому объему содержит большинство вещества во вселенной. В плазменном состоянии находится также вещество туманностей и аккреционный диск вокруг звезды.

В земных условиях в состоянии плазмы находится вещество ионосферы, благодаря плазме крови северное сияние, плазма существует в молниях, в огнях святого Эльма. Пламя тоже большей частью ионизирует вещество, образуя плазму. Свободные электроны в металлах, которые движутся между положительно заряженными ионными остовами, тоже можно считать плазмой - их поведение во внешних электрических и электромагнитных полях аналогична поведению плазмы.

Плазма также создается человеком искусственно везде, где используется электрический разряд : в дуговых и флюоресцентных лампах, в дугах при электросварке, в ионных двигателях, плазменных телевизорах подобное.


6.1. Другое

  • Бомовской коэффициент диффузии
D_B = (ckT/16eB) = 5.4 \ times10 ^ 2 \, TB ^ {-1} \, \ mbox {cm} ^ 2 / \ mbox {s}
  • Поперечный сопротивление Спитцера
\ Eta_ \ perp = 1.15 \ times10 ^ {-14} \, Z \, \ ln \ Lambda \, T ^ {-3 / 2} \, \ mbox {s} = 1.03 \ times10 ^ {-2} \, Z \, \ ln \ Lambda \, T ^ {-3 / 2} \, \ Omega \, \ mbox {cm}

7. Математическое описание

Плазму можно описывать на различных уровнях детализации. Обычно плазма описывается отдельно от электромагнитных полей. Общий описание проводниковой жидкости и электромагнитных полей дается в теории магнитогидродинамических явлений или МГД теории.

7.1. Флюидная (жидкостная) модель

В жидкостной модели электроны описываются в терминах плотности, температуры и средней скорости. В основе модели лежат: уравнение баланса для плотности, уравнение сохранения импульса, уравнение баланса энергии электронов. В двухжидкостной модели таким же образом рассматриваются ионы.

7.2. Кинетический описание

Иногда жидкостная модель оказывается недостаточной для описания плазмы. Более подробное описание дает кинетическая модель, в которой плазма описывается в терминах функции распределения электронов по координатам и импульсам. В основе модели лежит уравнения Больцмана. Уравнение Больцмана применяется для описания плазмы заряженных частиц с кулоновским взаимодействием результате дальнодействующих характера кулоновских сил. Поэтому для описания плазмы с кулоновским взаимодействием используется уравнение Власова с самосогласованным электромагнитным полем, созданным заряженными частицами плазмы. Кинетический описание необходимо применять в случае отсутствия термодинамического равновесия, или в случае присутствия сильных неоднородностей плазмы.


7.3. Particle-In-Cell (частица в ячейке)

Модели Particle-In-Cell более подробными, чем кинетические. Они включают в себя кинетическую информацию путем наблюдения за траекториями большого числа отдельных частиц. Плотности электрического заряда и тока определяются путем суммирования числа частиц в ячейках, которые малы по сравнению с рассмотренной задачей, однако, содержат большое количество частиц. Электрическое и магнитное поля выводятся из плотностей зарядов и токов на границах ячеек.

8. Сложные плазменные явления

Остаток сверхновой "Сверхновая Тихо" - огромный шар плазмы, расширяется. Внешняя оболочка, показана синим цветом, демонстрирует рентгеновские излучения высокоскоростных электронов.

Хотя основные уравнения, описывающие состояние плазмы, относительно простые, в некоторых ситуациях они не могут адекватно отражать поведение реальной плазмы: возникновение таких эффектов - типичная свойство сложных систем, если использовать для их описания простые модели. Наиболее сильное различие между реальным состоянием плазмы и ее математическим описанием наблюдается в так называемых пограничных зонах, где плазма переходит из одного физического состояния в другое (например, из состояния с низкой степенью ионизации в высокоионизированных). Здесь плазма не может быть описана с использованием простых гладких математических функций, или с применением вероятностного подхода. Такие эффекты как спонтанное изменение формы плазмы является следствием сложности взаимодействия заряженных частиц, из которых состоит плазма. Подобные явления интересны тем, что проявляются резко и не являются устойчивыми. Многие из них были первоначально изучены в лабораториях, а затем были обнаружены во Вселенной.


9. Использование

Интерес к плазме возник в связи с исследованиями газового разряда (используется, в частности, люминесцентных лампах). Работа над проблемой управляемого термоядерного синтеза повысила этот интерес, поскольку любое вещество при достижении ее частицами энергий, достаточных для термоядерных реакций, переходит в состояние плазмы. В связи с перспективным использованием плазмы в ядерном синтезе важное значение имеет проблема ее содержание в ограниченном объеме с помощью внешнего магнитного поля.

Плазму применяют также в термоэлектронных и магнетоплазмодинамичних (МПД) генераторах - преобразователях тепла непосредственно на электрическую энергию (минуя преобразования в механическую).


10. Современные исследования


См.. также

Источники

  • А. Г. Ситенко, В. М. Мальнев. Основы теории плазмы. М.: Мысль, 1994. - 366.
  • Кадомцев Б.Б. Коллективные явления в плазме 2-е изд. испр. и доп. (Русский). - Москва: Наука, 1988.

Примечания

  1. См.. Вспышки в небе излучения гамма-лучей молнией - www.nasa.gov / vision / universe / solarsystem / rhessi_tgf.html
  2. Владимир Жданов. "Плазма в космосе" - www.webcitation.org/617d3432B. Кругосвет. Архив оригинала - www.krugosvet.ru/articles/123/1012368/1012368a2.htm за 2011-08-22 . http://www.webcitation.org/617d3432B - www.webcitation.org/617d3432B . Проверено 2009-02-21 .
  3. IPPEX Glossary of Fusion Terms - ippex.pppl.gov / fusion / glossary.html
  4. Физический энциклопедический словарь. Гл. ред. А. М. Прохоров. Ред. кол. Д. М. Алексеев, А. М. Бонч-Бруевич, А. С. Боровик-Романов и др. М.: Сов. Энциклопедия, 1984. - С. 536
  5. RO Dendy, Plasma Dynamics.
  6. Hillary Walter, Michelle Cooper, Illustrated Dictionary of Physics
  7. Daniel Hastings, Henry Garrett, Spacecraft-Environment Interactions
  8. Владимир Жданов. "Плазменные колебания" - www.webcitation.org/619k3sKV6. Кругосвет. Архив оригинала - www.krugosvet.ru/articles/123/1012368/1012368a3.htm за 2011-08-23 . http://www.webcitation.org/619k3sKV6 - www.webcitation.org/619k3sKV6 . Проверено 2009-02-21 .
  9. Hong, Alice (2000). "Dielectric Strength of Air" - www.webcitation.org/619k4YBxe. The Physics Factbook. Архив оригинала - hypertextbook.com/facts/2000/AliceHong.shtml за 2011-08-23 . http://www.webcitation.org/619k4YBxe - www.webcitation.org/619k4YBxe .


п о р Термоядерная энергетика
Базовые понятия Sun in X-Ray.png
Плазма

Магнитное содержания: Токамак Стеллараторов Левитуючий диполь Сферомак Обратная магнитная конфигурация Пинч с обратным полем Z-пинч

Магнитно-инерционный содержание : замагниченной мишень

Инерционное содержания: Лазерная Термоядерная бомба Фузор Фарнсуорт-Хиша Поливелл
Смежные понятия
Ядерная физика Физика элементарных частиц


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам