Содержание
Плазма является «четвертым состоянием материи» после известных твердых тел, жидкостей и газов. Хотя плазма встречается редко на Земле, она распространена по всей вселенной и содержит почти 99 процентов известного вещества. Звезды, края молнии и ионосфера Земли состоят в основном из плазмы. Плазма существует в газообразном состоянии, но из-за ряда уникальных характеристик она считается собственным состоянием вещества.
Возникновение плазмы
Плазма может возникать, подвергаясь воздействию очень высоких температур, радиации или высоких напряжений, как в случае удара молнии. При низких температурах атомы соединяются, образуя твердые вещества, такие как кристалл. Более высокие температуры ослабляют связи между атомами, переводя их в жидкое состояние. При еще более высоких температурах связи между атомами ослабляются, превращая вещества в газы. Чрезвычайно высокие температуры, такие как температура Солнца, отделяют некоторые или все электроны от атомов, создавая «суп» из атомных ядер, ионов и электронов; это состояние плазмы.
Консистенция плазмы
Подобно газам и в отличие от твердых тел, плазма дрейфует и течет свободно; если заключено, плазма расширяется, чтобы заполнить контейнер. Как и газы, плазма имеет плотность и давление. В глубоком космосе плазма может быть чрезвычайно тонкой и нестабильной, в среднем около одного атома на кубический сантиметр; напротив, плазма в ядре Солнца в 10 раз плотнее свинца.
Характеристики плазмы
Поскольку они состоят из свободно текучих электрически заряженных частиц, плазма имеет несколько уникальных характеристик. В большинстве плазм протоны и электроны встречаются в равных количествах, что делает его электрически нейтральным; однако, поскольку они текут свободно, на плазму воздействуют электрические и магнитные поля способами, не видимыми в других формах материи. Эти поля могут влиять на плазму на больших расстояниях, сжимая, деформируя и формируя их, как на больших, скручивающихся вспышках, наблюдаемых на поверхности Солнца.
Тепловая и нетепловая плазма
Термическая плазма - это плазма, в которой электроны и ионы находятся при той же температуре, что и их окружение, например в звездах; для сравнения, нетепловая плазма - это карманы заряженных энергичных частиц в иначе «прохладной» среде. Примером этого является искусственная плазма, используемая в сфере общественного питания для стерилизации свежих продуктов. В этом процессе струя плазмы убивает бактерии; поскольку требуется только небольшое количество плазмы, ее атомы смешиваются с воздухом комнатной температуры и быстро охлаждаются.