G U našem svakodnevnom životu vrlo je često vidjeti tvari u takozvana tri stanja (agregacija ili fizičko) tvari, a to su: krutina, tekućina i plin. Međutim, postoji četvrto fizičko stanje materije, to nije toliko često ovdje na Zemlji, ali začudo, vjeruje se da 99% svega što postoji u svemiru nalazi se u ovom četvrtom stanju, koje se naziva plazma.
Za stvaranje plazme potrebno je da se tvar u plinovitom stanju zagrije na vrlo visoke temperature, kao što se događa, na primjer, u jezgri zvijezda, poput našeg Sunca, gdje postoje određena područja njihove površine koja se nalaze približno 84.000 ° C.
Plazma je na određenim dijelovima sunčeve površine na temperaturi od približno 84 000 ° C
Ova visoka temperatura uzrokuje raspad molekula plina, stvarajući slobodne atome, koji zauzvrat gube i dobivaju elektrone stvarajući ione. Tako možemo reći ta plazma nastaje vrućim i gustim skupom slobodnih atoma, elektrona i iona, u raspodjeli gotovo neutralne (broj pozitivnih i negativnih čestica je praktički jednak), koje imaju ponašanje kolektivni.
Neki bi mogli reći da plazma zapravo nije četvrto stanje tvari, ali budući da je ionizirani plin, ona je u plinovitom stanju. Sasvim je istina da, poput plinova, plazma nema definirani oblik i volumen, pretpostavljajući oblik i volumen spremnika koji je sadrži. Međutim, plazma ima i druga svojstva koja je stvarno razlikuju od ostalih agregacijskih stanja.
Na primjer, budući da ima nabijene čestice, plazma je električni vodič, snažno reagirajući na elektromagnetska polja i formirajući strukture kao što su niti, zrake i dvostruki slojevi; to nije slučaj s plinovima.
Zanimljivo je također da plazma ne samo da reagira, već i generira magnetska polja. To je zato što se unutar nje stvara električna struja, zahvaljujući svojim slobodnim elektronima, i prema Ampereovom zakonu nastaje elektromagnetsko polje. Elektroni se također kreću kružno u skladu s magnetskim poljem plazme, a s vrlo visokom temperaturom, to kretanje može uzrokovati emisiju elektromagnetskih valova. Primjer ovih izuzetno intenzivnih magnetskih polja koje možemo promatrati je stvaranje konvekcijskih stupova topline od Sunca koji stvaraju sunčeve pjege, sunčeve vjetrove itd.
Ovdje na Zemlji plazma se javlja samo u posebnim situacijama. Prvi put je to opisano u stvaranju Ampula Crookes, razvio engleski fizičar Willian Crookes (1832. - 1919.) 1850-ih, također pozvan katodna cijev. To je staklena cijev, napunjena plinovima pod niskim tlakom i koja ima elektrode, odnosno negativni pol (katodu) i pozitivni pol (anodu), spojene na generator.
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
Kada se na plin koji se nalazi u ampuli primijeni visoki napon, opaža se stvaranje zraka koje dolaze iz katode, koje su nazivane katodne zrake i stvaraju zelenkastu fluorescenciju kada udare u staklenu stijenku ampule. Dakle, plazma se stvara u Crookesovoj ampuli.
Slika Crookes ampule 1
Engleski fizičar J. J. Thomson (1856.-1940.) Je kasnije koristio ovu žarulju za otkrivanje elektrona. Više o tome pogledajte u tekstu Thomson-ov eksperiment s električnim pražnjenjima. 1928. god. Irving Langmuir te je katodne zrake nazvao "plazmom" zbog sposobnosti plazme električnog pražnjenja da se sama ulije u cijevi u kojima se generiraju.
Irving Langmuir prvi je upotrijebio izraz "plazma"
Drugi primjer pojave plazme ovdje na Zemlji događa se u nuklearni fuzijski reaktori, od kojih je najpoznatiji Tokamak iz američkog Princetona, koji djeluje na temperaturi od 100 milijuna Celzijevih stupnjeva, što se postiže kontroliranim reakcijama cijepanja. Plazma je zarobljena unutra, gdje se kontrolira termonuklearna fuzija svjetlosnih izotopa vodika i helija, stvarajući kolosalnu količinu energije. Te iste fuzijske reakcije odvijaju se na Suncu.
Slika unutrašnjosti reaktora tipa Tokamak kroz koji prolazi plazma2
U svakodnevnom životu primjeru plazme vidimo u fluorescentne svjetiljke iu procesima sterilizacija. plazma lampe, poput prikazanog dolje, možete kupiti kao suvenir.
Na Australne i Borealne aurore rezultat su pobude atoma i molekula u atmosferi, kada ih bombardiraju nabijene čestice izbačene sa Sunca i skrenute geomagnetskim poljem, čineći, dakle, prirodnu plazmu.
* Zasluge za slike:
[1] Autor: D-Kuru / Wikimedia Commons, Licenca: CC-BY-SA-3.0-AT
[2] Autor: Mike Garrett/Wikimedia Commons
Napisala Jennifer Fogaça
Diplomirao kemiju
