Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


پرش به محتوا
ویکی‌پدیادانشنامهٔ آزاد
جستجو

پلاسما (فیزیک)

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
بالا:آذرخش وتابلوی نئون از مولدان رایج پلاسما هستند. پایین راست: یکگوی پلاسما که برخی از پدیده‌های پیچیده‌تر پلاسما همچون فیلامنت‌سازی را به تصویر کشیده‌است. پایین چپ: یک رد ازشاتل فضاییآتلانتیس طی ورود مجدد بهاتمسفر زمین، از دیدایستگاه فضایی بین‌المللی.

پلاسما یاکِرِپتا (بهانگلیسی:Plasma) یکی از چهار حالت اصلی ماده است. (سه حالت دیگر:جامد،مایع،گاز). پلاسما گاز شبه‌خنثی ازذرات باردار و خنثی است که رفتار جمعی از خود نشان می‌دهند. به عبارت دیگر، پلاسما، گاز یونیزه‌شده‌ای است که همه یا بخش قابل توجهی ازاتمهای آن یک یا چندالکترون از دست داده و بهکاتیون تبدیل شده باشند، یا تعداد الکترون‌های آزاد آن، تقریباً برابر با تعداد یون‌های مثبت آن باشد. پلاسما درجوشکاری،برش‌کاری،پزشکی ودندان‌پزشکی کاربرد دارد.

پلاسما تعادلالکترومغناطیسی ندارد، بنابراینرسانای الکتریکی خوبی است.

ریشه شناسی واژه

[ویرایش]

پلاسما در یونانی به معنی "ریخته شده و قالب زده شده" است. کرپتا در فارسی از ریشه ی هندو اوروپایی کِرِپتَ به معنی "شکل داده شده و قالب زده شده" است. و با واژه ی قالب و کالبد در فارسی هم ریشه است.

پیشینه

[ویرایش]

درسال ۱۸۷۹ میلادی،فیزیک‌دان انگلیسیویلیام کروکس، هنگام بررسی ویژگی‌هایماده در تخلیهٔ الکتریکی، پیشنهاد کرد که نوع خاصی از گاز به عنوان حالت چهارم ماده دانسته شود.

دما در حالت پلاسما

[ویرایش]

درجامدات،مایعات وگازها،دما را می‌توان از روی دامنهٔ حرکت یا سرعت نوسان ذرات سازندهٔماده تعریف کرد، اما در پلاسما، دما از روی میزان جدایش یون‌های مثبت ازالکترونها تعریف می‌شود.

اگر جامد گرم شود، به مایع، و با ادامه گرم‌کردن، به گاز، و در ادامه به پلاسما تبدیل می‌شود. دمای پلاسما تقریباً در حدود ۲۰۰۰ درجه سانتی‌گراد است.

۹۹٪ ماده در طبیعت، پلاسما است. این برآورد، تخمینی از این است که درونستارگان واتمسفر اطراف آن‌ها، ابرهای گازی وفضای بین ستارگان اغلب پلاسماست. هنگامی که جوزمین را ترک می‌کنیم بلافاصله با پلاسمایی مواجه می‌شویم که شاملکمربندهای تشعشعی وان آلن وبادهای خورشیدی است.جرقه،رعد و برق،شفق قطبی، گازهای داخل یکلامپ فلورسنت یانئون، نمونه‌های دیگری از پلاسما هستند. اما حالت‌های غالب ماده در بخشی از جهان که در آن زندگی می‌کنیم جامد، مایع و گاز هستند. می‌توان گفت که ما در آن یک درصد از جهان زندگی می‌کنیم که در آن حالت‌های ماده به جز پلاسما غلبه دارند.

پارامترهای عمومی پلاسما: بر حسب بزرگی
مشخصاتپلاسمای زمینیپلاسماهای کیهانی
اندازه
به متر
۱۰−۶ m (پلاسمای آزمایشگاهی) تا
۱۰۲ m (رعد) (~۸ از مرتبه)
۱۰−۶ متر (پوشش سفینه فضایی) to
۱۰۲۵ متر (سحابی میان کهکشانی) (~۳۱ OOM)
طول عمر
به ثانیه
۱۰−۱۲ ثانیه (پلاسمای ایجاد شده توسط لیزر) تا
۱۰۷ ثانیه (نور فلورسنت) (~۱۹ از مرتبه)
۱۰۱ ثانیه (solar flares) تا
۱۰۱۷ s (پلاسمای میان کهکشانی) (~۱۷ از مرتبه)
چگالی
ذره در متر مکعب
۱۰۷ m−۳ تا
۱۰۳۲ m−۳ (inertial confinement plasma)
۱۰۰ (۱) m−۳ (میان کهکشانی متوسط) تا
۱۰۳۰ m−۳ (هسته ستاره)
دما
به کلوین
~۰ K (crystalline non-neutral plasma[۱]) to
۱۰۸ K (پلاسمای همجوشی مغناطیسی)
۱۰۲ K (شفق قطبی) تا
۱۰۷ K (هسته خورشید)
میدان‌های مغناطیسی
به تسلا
۱۰−۴ تسلا (پلاسمای آزمایشگاهی) تا
۱۰۳ T (پلاسمای ایجاد شده توسط پالس)
۱۰−۱۲ تسلا (میان کهکشانی متوسط) تا
۱۰۱۱ T (نزدیک ستاره‌های نوترونی)

انواع پلاسما

[ویرایش]
  1. پلاسمای گرم
  2. پلاسمای سرد

پلاسمای جو

[ویرایش]

نزدیکترین پلاسما بهکره زمین،یونوسفر است که از ۱۵۰ کیلومتری سطح زمین شروع می‌شود و به بالا ادامه می‌یابد. لایه‌های بالاتر یونسفر، سیستم‌هایی فیزیکی به فرم پلاسما هستند که توسط تابش‌های باطول موج کوتاه در طیف وسیعی، از پرتوهای فرابنفش گرفته تا پرتوهای ایکس و همچنین پرتوهای کیهانی و الکترون‌هایی که بهگلنونسفر برخورد می‌کنند، یونیزه می‌شوند.

شفق قطبی

[ویرایش]

شفق شمالی نیز گونه‌ای پلاسما است که تحت اثریونیزه‌شدن ذرات باردار به‌دام‌افتاده درمیدان مغناطیسی زمین پدید می‌آید. یونسفر که پلاسمایی با قابلیت جذب پرتوهای ایکس، فرابنفش، تابش خورشیدی، بازتاب امواج کوتاه و رادیویی است، اهمیت اساسی در ارتباط رادیویی دارد.زهره ومریخ نیز لایه یونسفری دارند.

سیاره‌ها

[ویرایش]

ملاحظات نظری نشان می‌دهد که در دیگر سیاره‌هایمنظومه شمسی نظیرمشتری،زحل،اورانوس ونپتون نیز باید یونسفرهای قابل مشاهده وجود داشته باشد. فضای بین سیاره‌ای نیز از پلاسمای بین سیاره‌ای در حال انبساط پر شده که دربرگیرندهٔ یک میدان مغناطیسی ضعیف (نزدیک به ۵۱۰۰ تسلا) است.

هسته‌های دنباله‌دارها

[ویرایش]

هسته‌هایدنباله‌دارها نیز به فضای میان پلاسمایی پرتاب می‌شوند. از طرف دیگر،خورشید منظومه شمسی مانند یک کره پلاسمایی است. درخشندگی زیاد خورشید مانند درخشندگی پلاسمایی است. خورشید به سه بخش گازیفتوسفر،کروموسفر وکورونا (که دمای کرونای آن بیش از یک میلیون درجه سانتی‌گراد است) تشکیل شده‌است و انتظار می‌رود که هزاران سال به درخشندگی خود ادامه بدهد.

پلاسمای حالت جامد

[ویرایش]

پلاسمای تشکیل شده از الکترون‌ها و حفره‌ها در موادنیمه رسانا به عنوان پلاسما حالت جامد شناخته می‌شود. با استفاده از مفاهیم پلاسما حالت جامد می‌توان آنتن‌هایی ساخت که می‌توانند در فرکانس‌های مختلف عمل کرده یا پرتوی تابشی را بچرخانند. مزیت آنتن پلاسمای حالت جامد این است که ساختار آن با خاموش کردن آن از یک فلز تبدیل به یکدی الکتریک می‌شود که این موضوع موجب می‌شود تا آشکارسازی آن از نظر رادار دشوار گردد.[۲][۳]

جرقه رعد و برق، نمونه‌ای از پلاسما در زندگی روزمره

کاربردهای فیزیک پلاسما

[ویرایش]

قدیمی‌ترین کار با پلاسما، مربوط به لانگمیر، تانکس و همکاران آن‌ها در سال۱۹۲۰ می‌شود. تحقیقات در این مورد به سبب نیاز برای توسعه لوله‌های خلأئی که بتوانند جریان‌های قوی را حمل کنند، و در نتیجه می‌بایست از گازهای یونیزه‌شده پر شوند، احساس می‌شد.

فیزیک فضا

[ویرایش]

کاربرد مهم دیگر فیزیک پلاسما مطالعه فضای اطراف زمین است. جریان پیوسته‌ای از ذرات باردار کهباد خورشیدی خوانده می‌شود، بهمگنتوسفر زمین برخورد می‌کند. درون و جو ستارگان آن قدر داغ هستند که می‌توانند در حالت پلاسما باشند.

تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیک (MHD) و پیشرانش یونی

[ویرایش]

دو کاربرد عملی فیزیک پلاسما در تبدیل انرژیمگنتو هیدرودینامیک، از یک فواره غلیظ پلاسما که به داخل یک میدان مغناطیسی پیش‌رانده می‌شود، است.

لیزرهای گازی

[ویرایش]

عادی‌ترین دمش (تلمبه کردن) یک لیزر گازی، یعنی وارونه‌سازی چپیره جاورهایی که منجر به توان اَفزایی نور می‌شود، تخلیه گازی است. اما می‌توان به سایر

دیگر کاربردها

[ویرایش]
  • چاقوی پلاسما
  • صفحه‌های نمایش پلاسما
  • تفنگ الکترونی
  • لامپ پلاسما(گوی پلاسما)
  • صنایع پزشکی
  • رآکتورهای هسته‌ای
  • صنایع نظامی
  • اسپری پلاسما
  • پاکسازی و ضد عفونی در صنایع غذایی
  • صنعت چاپ و بسته‌بندی
  • صنایع خودروسازی
  • بهداشت محیط زیست و کشاورزی
  • بلور فوتونی پلاسما

نگارخانه

[ویرایش]

پاشش حرارتی پلاسما

جستارهای وابسته

[ویرایش]

منابع

[ویرایش]
  • [۱]
  • S. Eliezer and Y. Eliezer -The fourth state of matter, An introduction to plasma science (Second Edition) - Institute of Physics Publishing Ltd. - ۲۰۰۱
  1. The Nonneutral Plasma Groupبایگانی‌شده در ۱۸ ژوئیه ۲۰۱۷ توسطWayback Machine را در دانشگاه کالیفرنیا ببینید
  2. Hayes, D. (2014)."Solid State Plasma Antennas".IET Colloquium on Antennas, Wireless and Electromagnetics 2014 (به انگلیسی). Institution of Engineering and Technology: 10–10.doi:10.1049/ic.2014.0022.ISBN 978-1-84919-864-6.
  3. Fathy, A.E.; Rosen, A.; Owen, H.S.; McGinty, F.; McGee, D.J.; Taylor, G.C.; Amantea, R.; Swain, P.K.; Perlow, S.M. (June 2003)."Silicon-based reconfigurable antennas-concepts, analysis, implementation, and feasibility".IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques.51 (6): 1650–1661.doi:10.1109/tmtt.2003.812559.ISSN 0018-9480.

پیوند به بیرون

[ویرایش]
پلاسما (فیزیک)درپروژه‌های خواهر ویکی‌پدیا
حالت‌ها
کم انرژی
پر انرژی
دیگر حالت‌ها
گذار فاز
مقدار
نظریه‌ها
فهرست‌ها
زیربخش‌ها
رویکردها
فیزیک کلاسیک
فیزیک نوین
فیزیک میان‌رشته‌ای
مرتبط


داده‌های کتابخانه‌ای: کتابخانه‌های ملیویرایش در ویکی‌داده
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=پلاسما_(فیزیک)&oldid=42260975»
رده‌ها:
رده‌های پنهان:

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp