Plazma to stan materii gdzie gaz faza jest energetyzowana do atomowej elektrony nie są już związane z żadnym konkretnym atomem jądro. Plazmy składają się z dodatnio naładowanych jony i niezwiązane elektrony. Plazma może być wytwarzana przez ogrzewanie gazu do momentu zjonizowania lub przez poddanie go silnemu polu elektromagnetycznemu.
Termin plazma pochodzi od greckiego słowa oznaczającego galaretkę lub materiał do formowania. Słowo to zostało wprowadzone w 1920 roku przez chemika Irvinga Langmuira.
Plazma jest uważana za jeden z czterech podstawowych stanów materii, wraz z ciałami stałymi, cieczami i gazami. Podczas gdy pozostałe trzy stany materii są powszechnie spotykane w życiu codziennym, plazma jest stosunkowo rzadka.
Przykłady osocza
Zabawka plazmowa jest typowa przykład plazmy i jak się zachowuje. Plazma znajduje się również w neonach, wyświetlaczach plazmowych, palnikach spawalniczych i cewkach Tesli. Naturalne przykłady plazmy obejmują błyskawice zorzy polarnej, jonosferę, ogień Świętego Elma i iskry elektryczne. Chociaż plazma nie jest często spotykana na Ziemi, jest najbardziej rozpowszechnioną formą materii we wszechświecie (z wyłączeniem być może ciemnej materii). Gwiazdy, wnętrze Słońca, wiatr słoneczny i korona słoneczna składają się z całkowicie zjonizowanej plazmy. Ośrodek międzygwiezdny i ośrodek międzygalaktyczny również zawierają osocze.
Właściwości plazmy
W pewnym sensie plazma jest jak gaz, ponieważ przyjmuje kształt i objętość swojego pojemnika. Jednak plazma nie jest tak wolna jak gaz, ponieważ jej cząstki są naładowane elektrycznie. Przeciwne ładunki przyciągają się, często powodując, że plazma zachowuje ogólny kształt lub przepływ. Naładowane cząstki oznaczają również, że plazma może być ukształtowana lub zamknięta przez pola elektryczne i magnetyczne. Plazma jest generalnie pod znacznie niższym ciśnieniem niż gaz.
Rodzaje plazmy
Plazma jest wynikiem jonizacji atomów. Ponieważ możliwa jest jonizacja całości lub części atomów, istnieją różne stopnie jonizacji. Poziom jonizacji jest kontrolowany głównie przez temperaturę, przy czym wzrost temperatury zwiększa stopień jonizacji. Materia, w której tylko 1% cząstek jest zjonizowanych, może wykazywać właściwości plazmy, ale nie ma jej być osocze.
Osocze można sklasyfikować jako „gorące” lub „całkowicie zjonizowane”, jeśli prawie wszystkie cząstki są zjonizowane, lub „zimne” lub „niecałkowicie zjonizowane”, jeśli zjonizowana jest niewielka część cząsteczek. Pamiętaj, że temperatura zimnej plazmy może być nadal niesamowicie wysoka (tysiące stopni Celsjusza)!
Innym sposobem kategoryzacji plazmy jest termiczna lub nietermiczna. W plazmie termicznej elektrony i cięższe cząstki znajdują się w równowadze termicznej lub w tej samej temperaturze. W plazmie nietermicznej elektrony mają znacznie wyższą temperaturę niż jony i cząstki obojętne (które mogą mieć temperaturę pokojową).
Odkrycie plazmy
Pierwszy naukowy opis plazmy został sporządzony przez Sir Williama Crookesa w 1879 r. W odniesieniu do tego, co nazwał „materią promieniującą” w lampie katodowej Crookesa. Brytyjski fizyk Sir J.J. Thomsona eksperymenty z lampą elektronopromieniową doprowadziły go do zaproponowania modelu atomowego, w którym atomy składały się z dodatnio (protonów) i ujemnie naładowanych cząstek subatomowych. W 1928 r. Langmuir nadał nazwę materii.