Plasma este a stare a materiei unde gaz faza este energizată până la atomic electroni nu mai sunt asociate cu niciun atom atomic nucleu. Plasmele sunt alcătuite din încărcături pozitive ionii și electroni nelimitați. Plasma poate fi produsă fie încălzind un gaz până când este ionizat sau supunându-l unui câmp electromagnetic puternic.
Termenul plasmă provine dintr-un cuvânt grecesc care înseamnă jeleu sau material turnabil. Cuvântul a fost introdus în anii 1920 de către chimistul Irving Langmuir.
Plasma este considerată una dintre cele patru stări fundamentale ale materiei, împreună cu solidele, lichidele și gazele. În timp ce celelalte trei stări ale materiei sunt frecvent întâlnite în viața de zi cu zi, plasma este relativ rară.
Exemple de plasmă
Jucaria cu bilă cu plasmă este una tipică exemplu de plasmă și cum se comportă. Plasma se găsește și în luminile de neon, afișoarele cu plasmă, torțele de sudură cu arc și bobinele Tesla. Exemple naturale de plasmă includ fulgerele aurorei, ionosferei, focul Sf. Elmo și scântei electrice. Deși nu este adesea văzută pe Pământ, plasma este cea mai abundentă formă de materie din univers (excluzând poate materia întunecată). Stelele, interiorul Soarelui, vântul solar și corona solară sunt compuse din plasmă complet ionizată. Mediul interstelar și mediul intergalactic conțin și plasmă.
Proprietăți ale plasmei
Într-un anumit sens, plasma este ca un gaz, deoarece presupune forma și volumul recipientului său. Cu toate acestea, plasma nu este la fel de liberă ca gazul, deoarece particulele sale sunt încărcate electric. Sarcinile opuse se atrag reciproc, adesea determinând plasmă să mențină o formă sau un flux general. De asemenea, particulele încărcate înseamnă că plasma poate fi modelată sau conținută de câmpuri electrice și magnetice. Plasma este în general la o presiune mult mai mică decât un gaz.
Tipuri de plasmă
Plasma este rezultatul ionizării atomilor. Deoarece este posibil ca ionii sau toate porțiunile să fie ionizați, există diferite grade de ionizare. Nivelul de ionizare este controlat în principal de temperatură, unde creșterea temperaturii crește gradul de ionizare. Materia în care doar 1% din particule sunt ionizate poate prezenta caracteristici ale plasmei, dar nu fi plasmă.
Plasma poate fi clasificată drept „fierbinte” sau „complet ionizată” dacă aproape toate particulele sunt ionizate sau „reci” sau „incomplet ionizate” dacă o ionare mică din molecule este ionizată. Rețineți că temperatura plasmei reci poate fi încă incredibil de caldă (mii de grade Celsius)!
O altă modalitate de a clasifica plasma este ca fiind termică sau netermică. În plasma termică, electronii și particulele mai grele sunt în echilibru termic sau la aceeași temperatură. În plasma netermică, electronii sunt la o temperatură mult mai mare decât ionii și particulele neutre (care pot fi la temperatura camerei).
Descoperirea plasmelor
Prima descriere științifică a plasmei a fost făcută de Sir William Crookes în 1879, cu referire la ceea ce el numea „materie radiantă” într-un tub cu raze catodice Crookes. Fizician britanic Domnule J.J. Thomson experimentele cu un tub cu raze catodice l-au determinat să propună un model atomic în care atomii constau din particule pozitive (protoni) și particule subatomice încărcate negativ. În 1928, Langmuir a dat un nume formei materiei.