پلاسما
یکی از چهار فاز اصلی ماده است. (سه فاز دیگر: جامد، مایع، گاز) پلاسما
گاز شبه خنثایی از ذرات باردار و خنثی است که رفتار جمعی از خود ارائه
میدهد. واژه پلاسما به گاز یونیزهشدهای گفته میشود که همه یا بخش قابل
توجهی از اتمهای آن یک یا چند الکترون از دست داده و به یونهای مثبت تبدیل
شده باشند. یا به گاز به شدت یونیزهشدهای که تعداد الکترونهای آزاد آن
تقریباً برابر با تعداد یونهای مثبت آن باشد، پلاسما گفته میشود.
دما در حالت پلاسما
در
حالتهای جامد، مایع و گاز، دما را میتوان از روی دامنهٔ حرکت (سرعت
نوسان) ذرات سازندهٔ ماده تعریف کرد اما در حالت پلاسما، دما از روی میزان
جدایش یونهای مثبت از الکترونها تعریف میشود.
گفته
میشود ۹۹٪ ماده موجود در طبیعت در حالت پلاسماست. این برآورد، تخمین
معقولی است از این واقعیت که ماده درون ستارگان و اتمسفر اطراف آنها
ابرهای گازی و نیز فضای بین ستارگان اغلب بصورت پلاسماست. در نزدیکی خود
ما، هنگامی که جو زمین را ترک میکنیم بلافاصله با پلاسمایی مواجه میشویم
که شامل کمربندهای تشعشعی وان آلن و بادهای خورشیدی است. با نگاهی به زندگی
پیرامونمان میتوان نمونههای متنوعی از پلاسما را یافت. جرقه رعد و برق،
تابش ملایم شفق قطبی، گازهای داخل یک لامپ فلورسنت یا لامپ نئون و یونش و
لامپ مهتابی. مختصری که در گازهای خروجی یک موشک دیده میشود.
با
این وجود حالتهای غالب ماده در بخشی از جهان که ما در آن زندگی میکنیم
جامد، مایع و گاز میباشند؛ بنابراین میتوان گفت ما در ۱ درصدی از جهان
زندگی میکنیم که در آن حالتی از ماده به جز پلاسما غلبه دارد.
انواع پلاسما
۱. پلاسمای رسانا
۲. پلاسمای غیر رسانا
کاربردهای فیزیک پلاسما
قدیمیترین
کار با پلاسما، مربوط به لانگمیر، تانکس و همکاران آنها در سال ۱۹۲۰
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
یونیدهشده پر شوند، احساس میشد.
فیزیک فضا
کاربرد
مهم دیگر فیزیک پلاسما مطالعه فضای اطراف زمین است. جریان پیوستهای از
ذرات باردار که باد خورشیدی خوانده میشود، به مگنتوسفر 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
دو
کاربرد عملی فیزیک پلاسما در تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیک، از یک
فواره غلیظ پلاسما که به داخل یک میدان مغناطیسی پیشرانده میشود، است.
پلاسمای حالت جامد
الکترونهای
آزاد و حفرهها در نیمه رساناها، پلاسمایی را تشکیل میدهند که همان نوع
نوسانات و ناپایداریهای یک پلاسمای گازی را دارد.
لیزرهای گازی
عادیترین پمپش (تلمبه کردن) یک لیزر گازی، یعنی وارونهسازی جمعیت حالتهایی که منجر به تقویت نور میشود، تخلیه گازی است.
دیگر کاربردها
چاقوی پلاسما
تلویزیون پلاسما
تفنگ الکترونی
لامپ پلاسما
صنایع پزشکی
رآکتورهای هستهای
صنایع نظامی