ในชีวิตประจำวันของเรา เป็นเรื่องปกติมากที่จะเห็นสสารในสามสถานะ (การรวมตัวหรือทางกายภาพ) ของสสาร ซึ่งได้แก่: ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ. อย่างไรก็ตาม มี สถานะทางกายภาพที่สี่ของสสาร ซึ่งไม่ธรรมดาบนโลกนี้ แต่น่าแปลกที่เชื่อกันว่า 99% ของทุกสิ่งที่มีอยู่ในจักรวาลอยู่ในสถานะที่สี่นี้เรียกว่า พลาสม่า.
ในการสร้างพลาสมามีความจำเป็นที่สสารในสถานะก๊าซจะถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงมากตามที่มันเกิดขึ้นโดย ตัวอย่าง ในแกนกลางของดวงดาว เช่น ดวงอาทิตย์ของเรา ซึ่งมีบางพื้นที่ของพื้นผิวของมันอยู่ในค่าประมาณ 84,000°C.
พลาสมามีอุณหภูมิประมาณ 84,000 °C ในบางพื้นที่ของพื้นผิวดวงอาทิตย์
อุณหภูมิสูงนี้ทำให้โมเลกุลของก๊าซแตกตัว ก่อตัวเป็นอะตอมอิสระ ซึ่งในทางกลับกัน สูญเสียและรับอิเล็กตรอน ทำให้เกิดไอออน พูดได้เลยว่า พลาสมานั้นก่อตัวขึ้นจากชุดอะตอม อิเล็กตรอน และไอออนอิสระที่ร้อนและหนาแน่นในการกระจายตัว เกือบจะเป็นกลาง (จำนวนอนุภาคบวกและลบเท่ากัน) ซึ่งมีพฤติกรรม กลุ่ม
บางคนอาจบอกว่าพลาสมาไม่ใช่สถานะของสสารที่สี่ แต่เนื่องจากเป็นก๊าซไอออไนซ์ มันจึงอยู่ในสถานะก๊าซ ค่อนข้างเป็นความจริงที่พลาสม่าไม่มีรูปร่างและปริมาตรที่กำหนดไว้ เช่นเดียวกับแก๊ส โดยสมมติให้มีรูปร่างและปริมาตรของภาชนะที่บรรจุอยู่ อย่างไรก็ตาม พลาสมามีคุณสมบัติอื่นที่แตกต่างจากสถานะการรวมกลุ่มอื่นๆ
ตัวอย่างเช่น เนื่องจากมีประจุอนุภาค พลาสมาจึงเป็น a ตัวนำไฟฟ้าตอบสนองอย่างรุนแรงต่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและโครงสร้างการก่อตัว เช่น เส้นใย รังสี และสองชั้น นี่ไม่ใช่กรณีที่มีก๊าซ
ที่น่าสนใจก็คือ พลาสมาไม่เพียงตอบสนองเท่านั้น แต่ยังตอบสนองด้วย สร้างสนามแม่เหล็ก. นี่เป็นเพราะกระแสไฟฟ้าก่อตัวขึ้นภายในด้วยอิเล็กตรอนอิสระและตามกฎของแอมแปร์จะเกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้น อิเล็กตรอนยังเคลื่อนที่เป็นวงกลมตามสนามแม่เหล็กของพลาสมา และด้วยอุณหภูมิที่สูงมาก การเคลื่อนที่นี้อาจทำให้เกิดการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวอย่างของสนามแม่เหล็กที่รุนแรงอย่างยิ่งเหล่านี้ที่เราสามารถสังเกตได้คือการก่อตัวของคอลัมน์พาความร้อนจากดวงอาทิตย์ ซึ่งทำให้เกิดจุดดับบนดวงอาทิตย์ ลมสุริยะ ฯลฯ
บนโลกนี้ พลาสมาเกิดขึ้นเฉพาะในสถานการณ์พิเศษเท่านั้น ครั้งแรกที่อธิบายคือในการสร้าง Crookes ampoule, พัฒนาโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Willian Crookes (1832-1919) ในปี 1850 หรือที่เรียกว่า also หลอดรังสีแคโทด. เป็นหลอดแก้วที่เต็มไปด้วยก๊าซที่ความดันต่ำ และมีขั้วไฟฟ้า นั่นคือ ขั้วลบ (แคโทด) และขั้วบวก (แอโนด) ที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
เมื่อใช้ไฟฟ้าแรงสูงกับแก๊สที่อยู่ในหลอด จะสังเกตเห็นการก่อตัวของรังสีที่มาจากแคโทดซึ่งเรียกว่า รังสีแคโทด และเกิดเป็นสีเขียวเรืองแสงเมื่อกระทบกับผนังกระจกของหลอดแก้ว ดังนั้น พลาสมาจึงถูกสร้างขึ้นในหลอดของครูกส์
Crookes หลอดภาพ 1
นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ J. เจ ทอมสัน (ค.ศ. 1856-1940) ได้ใช้หลอดไฟนี้เพื่อค้นหาอิเล็กตรอนในเวลาต่อมา ดูเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในข้อความ การทดลองของทอมสันกับการปล่อยไฟฟ้า. ในปี พ.ศ. 2471 เออร์วิง แลงเมียร์ เขาเรียกรังสีแคโทดเหล่านี้ว่า "พลาสมา" เนื่องจากความสามารถของพลาสมาของการปล่อยไฟฟ้าที่จะหล่อหลอมตัวเองเข้าไปในหลอดที่พวกมันถูกสร้างขึ้น
เออร์วิง แลงเมียร์เป็นคนแรกที่ใช้คำว่า "พลาสมา"
อีกตัวอย่างหนึ่งของการเกิดขึ้นของพลาสมาบนโลกนี้เกิดขึ้นใน เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันซึ่งเป็นที่รู้จักกันเป็นอย่างดีคือ Tokamak จากเมือง Princeton ประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งทำงานที่อุณหภูมิ 100 ล้านองศาเซลเซียส ซึ่งทำได้โดยการควบคุมปฏิกิริยาฟิชชัน พลาสมาติดอยู่ภายในซึ่งมีการควบคุมเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชันของไอโซโทปแสงของไฮโดรเจนและฮีเลียม ทำให้เกิดพลังงานจำนวนมหาศาล ปฏิกิริยาฟิวชันแบบเดียวกันนี้เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์
ภาพภายในของเครื่องปฏิกรณ์ประเภท Tokamak ซึ่งพลาสมาผ่านไป2
ในชีวิตประจำวัน เราจะเห็นตัวอย่างของพลาสมาใน หลอดฟลูออเรสเซนต์ และอยู่ในขั้นตอนของ การทำหมัน. โคมไฟพลาสม่าเหมือนกับที่แสดงด้านล่าง สามารถซื้อได้เป็น ของที่ระลึก.
ที่ ออโรราออสเตรลและออโรร่าเหนือ พวกมันเป็นผลมาจากการกระตุ้นของอะตอมและโมเลกุลในชั้นบรรยากาศเมื่อถูกทิ้งระเบิดด้วยอนุภาคที่มีประจุที่ถูกขับออกจากดวงอาทิตย์และเบี่ยงเบนจากสนามแม่เหล็กโลกซึ่งเป็นพลาสมาตามธรรมชาติ
* เครดิตรูปภาพ:
[1] ผู้แต่ง: D-Kuru/วิกิมีเดียคอมมอนส์, ใบอนุญาต: CC-BY-SA-3.0-AT
[2] ผู้แต่ง: Mike Garrett/วิกิมีเดียคอมมอนส์
โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี
