ფიზიკა ძალიან საინტერესო მეცნიერებაა. ის ზოგჯერ შეიცავს ისეთ ცნებებს, რომლებზეც გვსმენია, მაგრამ რეალური წარმოდგენა არ გვაქვს. დღეს კი, მაღალი ტექნოლოგიების განვითარების ეპოქაში, პლაზმის, ანუ, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, იონიზებული გაზის ცნება სულ უფრო ხშირად სრიალებს. ბევრი, მხოლოდ ამ სიტყვის გაგონებისას, შეშინებულია და არც კი ცდილობს გაარკვიოს რას ნიშნავს ეს. მაგრამ ყველაფერი ძალიან მარტივია და ამ სტატიაში ჩვენ გეტყვით, რა არის იონიზირებული გაზი და რა თვისებები აქვს მას.
სანამ დეტალურ და ამომწურავ ინფორმაციას მოგაწოდებთ, მოდით, მოკლედ გადავიდეთ ისტორიაში.
ისტორია
პლაზმა, ანუ მატერიის მეოთხე მდგომარეობა, აღმოაჩინა 1879 წელს უილიამ კრუკსმა ვოლტაურ რკალთან დაკავშირებული ექსპერიმენტების დროს. შემდგომში შეიქმნა მთელი მეცნიერება, რომელსაც პლაზმის ფიზიკა ეწოდა. საიდან გაჩნდა მთელი მეცნიერება და რატომ არის საჭირო? საქმე ისაა, რომ პლაზმის შესწავლამ დიდი გამოყენება ჰპოვა მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სხვადასხვა დარგში. მაგრამ ამაზე ცოტა მოგვიანებით ვისაუბრებთ. ახლა კი ცოტა რამ "იონიზებული გაზის" კონცეფციის არსზე.
რა არის პლაზმა?
ეს სიტყვა რუსულად ბერძნულიდან მოვიდა. ნიშნავს "ჩამოყალიბებულს", "გაკეთებულს". და ეს არ არის ცარიელი სიტყვები. როგორცნობილია, რომ ჩვეულებრივი გაზი იღებს ჭურჭლის ფორმას, სადაც ის მდებარეობს (ისევე როგორც წყალი). ამიტომ არის ქაოტური და არ აქვს მკაფიო ფორმა. თუმცა, პლაზმა სრულიად განსხვავებულია. გასაკვირი არ არის, რომ მას მატერიის მეოთხე მდგომარეობა ეწოდება. იგი რადიკალურად განსხვავდება ყველა სხვა სახელმწიფოსგან თავისი განსაკუთრებული თვისებებით. ფაქტია, რომ პლაზმის შემადგენელ ყველა ატომს აქვს დადებითი ან უარყოფითი მუხტი.
სანამ ვისაუბრებთ იმაზე, თუ როგორ მიიღება პლაზმა და სად გამოიყენება იგი, მოდით გავაანალიზოთ პლაზმის ფიზიკის თეორიის ასპექტები, რადგან ეს ძალიან გამოგვადგება შემდგომი თხრობისთვის.
პლაზმის თეორია
სკოლის ქიმიის კურსში დიდი დრო ეთმობა ხსნარებს და მათში არსებულ ნაწილაკებს. ამ დამუხტულ ნაწილაკებს აქვთ უნიკალური თვისებები და განსაზღვრავენ მრავალ ფიზიკურ და ქიმიურ მახასიათებლებს სხვადასხვა „ხსნარ-გამხსნელი“სისტემების. თუმცა, იონები (დამუხტული ნაწილაკები ხსნარში) არსებობს არა მხოლოდ წყლის გარემოში.
როგორც გაირკვა, გაზს შეუძლია იონიზირება და შექმნას ატომები დადებითი ან უარყოფითი მუხტით. ეს შეიძლება მოხდეს გარე ძალების მიერ ატომიდან ელექტრონის გამოდევნის პროცესში. გამოდევნილ ელექტრონს ასევე შეუძლია დაეჯახოს სხვა ატომს და სხვა ელექტრონი „დაარტყას“. მაგრამ საპირისპირო სიტუაციაც შეიძლება მოხდეს: ელექტრონს შეუძლია იონში გაფრინდეს და კვლავ შექმნას ნეიტრალური ატომ. და ყველა ეს პროცესი მუდმივად ხდება პლაზმაში. ის საკმაოდ არასტაბილურია მის მხარდასაჭერად გარე ძალების არარსებობის პირობებში.
პლაზმა მიიღება ძირითადად ძალიან მარტივი გზით, რომელიც ხელმისაწვდომია თითოეული ჩვენგანისთვის სახლში: გაზის მაღალი ძაბვის ელექტრული რკალის გავლით. რაც უფრო მაღალია რკალის ტემპერატურა, მით უფრო გაცხელებულ პლაზმას ვიღებთ გამოსავალზე. რაც უფრო მაღალია ძაბვა მის კონტაქტებზე, მით მეტი იონიზირებული გაზი მიიღება ამის შემდეგ.
პლაზმა ასევე შეიძლება დაიყოს რამდენიმე ტიპად. რას წარმოადგენს პლაზმა (იონიზებული გაზი) შემდეგ განყოფილებაში შეიტყობთ.
პლაზმის ტიპები
წარმოშობის მიხედვით იონიზირებული აირი შეიძლება დაიყოს ხელოვნურად და ბუნებრივად. პირველი ხედვით ყველაფერი ნათელია, ადამიანი ადვილად ქმნის პლაზმას და იყენებს მას საკუთარი მიზნებისთვის (მაგალითად, ნეონის ნათურები, ლაზერები, კონტროლირებადი თერმობირთვული შერწყმა). და რა სახის პლაზმა გვხვდება ბუნებაში? მისი ყველაზე ცნობილი გამოვლინებაა ელვა.
იონიზებული გაზი შეიძლება მოიცავდეს ისეთ ფენომენსაც, როგორიცაა ჩრდილოეთის ნათება, რომლის დაკვირვების ბედი დედამიწის ყველა მცხოვრებს არ აქვს. ასევე, მზის ქარი, რომელიც არსებობს კოსმოსში, არის მატერიის მეოთხე მდგომარეობა. თუ პლაზმას უფრო ფართო გაგებით განვიხილავთ, გამოდის, რომ მთელი გარე სივრცე მას ეკუთვნის.
პლაზმა ასევე შეიძლება დაიყოს მის ტემპერატურაზე. მოგეხსენებათ, რაც უფრო ცხელია გაზი, მით უფრო აქტიურია მასში მოლეკულების მოძრაობა და უფრო მაღალია მისი ენერგია. ვინაიდან პლაზმა ასევე არის გაზი, ეს განცხადებები ასევე შეესაბამება მას. ამრიგად, დაწყებული რა არის იონიზებული აირის ტემპერატურა, იგი იყოფა ცხელ (ტემპერატურამილიონი K და ზემოთ) და ცივი (შესაბამისად, ტემპერატურა მილიონ კ-ზე ნაკლებია).
არის კიდევ ერთი მაჩვენებელი - იონიზაციის ხარისხი. ის გვიჩვენებს პლაზმაში ატომების რამდენი პროცენტი დაიშალა იონებად. ამ ინდიკატორის მიხედვით განასხვავებენ ძლიერ იონიზებულ გაზს და დაბალ იონიზებულ გაზს. ის ასევე შედის ერთ-ერთ ზოგადად მიღებულ კლასიფიკაციაში.
დასკვნა
პლაზმა არც ისე რთული გასაგებია. სირთულეები იწყება მისი ღრმა შესწავლით. მაგრამ ასე შეგიძლიათ შეხედოთ ნებისმიერ რამეს. ჩვენ კონკრეტულად არ შევეხებით მათემატიკურ გამოთვლებს, რათა მაქსიმალურად დეტალურად აგვეხსნა ამ კონცეფციის არსი. ფიზიკა ძალიან საინტერესო მეცნიერებაა და მისი შესწავლა აუცილებელია, თუნდაც იმიტომ, რომ ის ჩვენს გარშემოა ყველაფერში და ყველგან. და ჩვენი სტატია მიზნად ისახავს ამის დამტკიცებას, რადგან პლაზმა ყველგან არის ჩვენს ირგვლივ, უბრალოდ ზოგჯერ ჩვენ არ გვესმის მასთან დაკავშირებული ფენომენების ღრმა არსი.
