GDalam kehidupan kita sehari-hari, sangat umum untuk melihat zat dalam apa yang disebut tiga keadaan (agregasi atau fisik) materi, yaitu: padat, cair dan gas. Namun, ada keadaan fisik keempat materi, yang tidak begitu umum di Bumi, tetapi anehnya, diyakini bahwa 99% dari segala sesuatu yang ada di alam semesta berada dalam keadaan keempat ini, yang disebut plasma.
Untuk membentuk plasma, materi dalam keadaan gas perlu dipanaskan sampai suhu yang sangat tinggi, seperti yang terjadi, dengan misalnya, di inti bintang, seperti Matahari kita, di mana ada daerah tertentu dari permukaannya yang berada di sekitar 84.000°C.
Plasma berada pada suhu sekitar 84.000 °C di daerah tertentu di permukaan matahari
Suhu tinggi ini menyebabkan molekul gas pecah, membentuk atom bebas, yang, pada gilirannya, kehilangan dan memperoleh elektron, menghasilkan ion. Jadi kita bisa mengatakan bahwa plasma dibentuk oleh sekumpulan atom, elektron, dan ion bebas yang panas dan padat, dalam suatu distribusi hampir netral (jumlah partikel positif dan negatif hampir sama), yang memiliki perilaku kolektif.
Beberapa orang mungkin mengatakan bahwa plasma sebenarnya bukanlah wujud materi keempat, tetapi karena merupakan gas terionisasi, ia berada dalam wujud gas. Memang benar bahwa, seperti gas, plasma tidak memiliki bentuk dan volume yang pasti, dengan asumsi bentuk dan volume wadah yang menampungnya. Namun, plasma memiliki sifat lain yang benar-benar membedakannya dari keadaan agregasi lainnya.
Misalnya, karena memiliki partikel bermuatan, plasma adalah a konduktor listrik, merespons kuat medan elektromagnetik dan membentuk struktur seperti filamen, sinar, dan lapisan ganda; ini tidak terjadi dengan gas.
Menarik juga, bahwa plasma tidak hanya bereaksi, tetapi juga menghasilkan medan magnet. Ini karena arus listrik terbentuk di dalamnya, berkat elektron bebasnya, dan, menurut Hukum Ampere, medan elektromagnetik terbentuk. Elektron juga bergerak secara melingkar sesuai dengan medan magnet plasma, dan dengan suhu yang sangat tinggi, gerakan ini dapat menyebabkan pancaran gelombang elektromagnetik. Contoh medan magnet yang sangat kuat yang dapat kita amati adalah pembentukan kolom konveksi panas dari Matahari, yang menimbulkan bintik matahari, angin matahari, dll.
Di Bumi, plasma hanya terjadi dalam situasi khusus. Pertama kali dijelaskan adalah dalam penciptaan in Ampul Crookes, dikembangkan oleh fisikawan Inggris Willian Crookes (1832-1919) pada tahun 1850-an, juga disebut tabung sinar katoda. Ini adalah tabung kaca, diisi dengan gas pada tekanan rendah, dan yang memiliki elektroda, yaitu kutub negatif (katoda) dan kutub positif (anoda), terhubung ke generator.
Jangan berhenti sekarang... Ada lagi setelah iklan ;)
Ketika tegangan tinggi diterapkan pada gas yang terkandung dalam ampul, pembentukan sinar yang berasal dari katoda diamati, yang disebut sinar katoda dan menghasilkan fluoresensi kehijauan ketika mereka menabrak dinding kaca ampul. Dengan demikian, plasma dihasilkan dalam ampul Crookes.
Gambar ampul Crookes 1
Fisikawan Inggris J. J Thomson (1856-1940) kemudian menggunakan bola lampu ini untuk menemukan elektron. Lihat lebih lanjut tentang ini di teks Eksperimen Thomson dengan muatan listrik. Pada tahun 1928, Irving Langmuir dia menyebut sinar katoda ini "plasma" karena kemampuan plasma pelepasan listrik untuk membentuk dirinya sendiri ke dalam tabung di mana mereka dihasilkan.
Irving Langmuir adalah orang pertama yang menggunakan istilah "plasma"
Contoh lain dari terjadinya plasma di Bumi terjadi di reaktor fusi nuklir, yang paling terkenal adalah Tokamak, dari Princeton, Amerika Serikat, yang bekerja pada suhu 100 juta derajat Celcius, yang dicapai melalui reaksi fisi terkontrol. Plasma terperangkap di dalam, di mana ada fusi termonuklir yang dikendalikan dari isotop ringan hidrogen dan helium, menghasilkan sejumlah besar energi. Reaksi fusi yang sama ini terjadi di Matahari.
Gambar bagian dalam reaktor tipe Tokamak, yang dilalui plasma2
Dalam kehidupan sehari-hari, kita melihat contoh plasma di lampu neon dan dalam proses sterilisasi. lampu plasma, seperti yang ditunjukkan di bawah ini, dapat dibeli sebagai suvenir.
Di Aurora Austral dan Boreal mereka adalah hasil dari eksitasi atom dan molekul di atmosfer, ketika dibombardir oleh partikel bermuatan yang dikeluarkan dari Matahari dan dibelokkan oleh medan geomagnetik, oleh karena itu, plasma alami.
* Kredit gambar:
[1] Penulis: D-Kuru/Wikimedia Commons, Lisensi: CC-BY-SA-3.0-AT
[2] Penulis: Mike Garrett/Wikimedia Commons
Oleh Jennifer Fogaa
Lulus kimia
