Прагляд зыходнага тэксту старонкі Плазма

[[Файл:Plasma-lamp 2.jpg|thumb|300px|right|[[Плазменная лямпа]], якая ілюструе некаторыя з найбольш складаных плазменных з’яў, уключаючы [[філаментацыя|філаментацыю]]. Свячэнне плазмы абумоўлена пераходам [[электрон]]аў з высокаэнергетычнага стану ў стан з нізкай энергіяй пасля [[Рэкамбінацыя, хімія|рэкамбінацыі]] з [[іон]]амі. Гэты працэс прыводзіць да выпраменьвання са [[спектр]]ам, які адпавядае ўзбуджанаму газу.]]
'''Пла́зма''' (ад {{lang-el|πλάσμα}} «вылепленае», «аформленае») — чацвёрты [[агрэгатны стан]] [[рэчыва]], які характарызуецца высокай ступенню [[іон|іанізацыі]] яго часціц пры роўнасці канцэнтрацый дадатна і адмоўна [[электрычны зарад|зараджаных]] часціц.

Плазма, якая ўтрымлівае [[электрон]]ы і дадатныя [[іон]]ы, называюць '''электронна-іоннай'''. Калі ў плазме побач з [[электрычны зарад|зараджанымі]] часціцамі маюцца і нейтральныя [[малекула|малекулы]], то яе называюць '''часткова іанізаванай'''. Плазма, якая складаецца толькі з [[электрычны зарад|зараджаных]] часціц, называюць '''цалкам іанізаванай'''.

У маштабах [[Сусвет]]у плазма — найбольш распаўсюджаны [[агрэгатны стан]] [[рэчыва]]. З яе складаюцца [[Сонца]], [[зорка|зоркі]], верхнія пласты [[атмасфера Зямлі|атмасферы]] і [[радыяцыйныя паясы]] [[Планета Зямля|Зямлі]]. [[палярнае ззянне|Паўночныя ззянні]] і святло ў люмінесцэнтных лямпах з’яўляюцца вынікам працэсаў, якія адбываюцца ў плазме.

Плазма шырока ўжываецца ў вытворчасці пры [[рэзка|рэзцы]] і [[шліфоўка|шліфоўцы]] [[метал]]аў, [[траўленне|траўленні]] розных паверхняў, увядзенні легіруючых дадаткаў у [[паўправаднік]]і, нанясенні ахоўных і ўмацоўных пакрыццяў.

Перспектывы выкарыстання плазмы навукоўцы звязваюць з новымі спосабамі вытворчасці [[Энергія|энергіі]]: [[магнітагідрадынаміка|магнітагідрадынамічнае]] (МГД) пераўтварэнне [[унутраная энергія|ўнутранай энергіі]] ў [[Электрычнасць|электрычную]] і кіраваная [[тэрмаядзерная рэакцыя]] сінтэзу.

У [[МГД-генератар]]ы механічная [[энергія]] струменя электраправоднай вадкасці (ці [[газ]]у) пераўтвараецца ў [[Электрычнасць|электрычную]].

= Высокатемпературная плазма =
Высокатэмпературная плазма, якая ўтвараецца ў выніку тэрмічнай іанізацыі, з’яўляецца раўнаважнай або, іншымі словамі, [[Ізатэрмічны працэс|ізатэрмічнай]] плазмай. Ступень яе іанізацыі вельмі вялікая, дзякуючы чаму яна з’яўляецца вельмі добрым правадніком — праводнасць высокатэмпературнай плазмы супастаўная з праводнасцю [[Металы|металаў]].

Высокатэмпературная плазма з’яўляецца генератарам прамяністай энергіі. [[Спектр]] яе істотна адрозніваецца ад спектру [[Абсалютна чорнае цела|абсалютна чорнага цела]]. У спектры плазмы прысутнічаюць тармазныя выпраменьванні, абумоўленае тармажэннем электронаў у полі [[іон]]аў рэкамбінацыйнае выпраменьванне, абавязанае працэсу ўтварэння нейтральных [[атам]]аў з [[іон]]аў і электронаў, а таксама выпраменьванне ўзбуджаных іонаў і атамаў. Акрамя таго, згаданае вышэй лармараўскае кручэнне [[электрон]]аў у [[Магнітнае поле|магнітным полі]] прыводзіць да так званага [[бэтатрон]]-выпраменьвання.<ref>[http://www.ngpedia.ru/id257887p1.html Высокатэмпературная плазма]</ref>

== Гісторыя ==
Упершыню плазма была распазнана і апісана ў 1879 годзе [[Уільям Крукс|Уільямам Круксам]], які назіраў яе ў {{нп4|трубка Крукса|адмысловай трубцы|en|Crookes tube}} і назваў плазму «прамяністай матэрыяй» ({{lang-en|radiant matter}})<ref>Крукс прачытаў лекцыю ў Брытанскай навуковай асацыяцыі, у Шэффілдзе, у пятніцу, 22 жніўня 1879 [http://www.worldcatlibraries.org/wcpa/top3mset/5dcb9349d366f8ec.html] {{Архівавана|url=https://web.archive.org/web/20060709162459/http://www.worldcatlibraries.org/wcpa/top3mset/5dcb9349d366f8ec.html|date=9 ліпеня 2006}} [http://www.tfcbooks.com/mall/more/315rm.htm]</ref>.
Назву «плазма» прапанаваў [[Ірвінг Ленгмюр]] у 1928 годзе<ref name="langmuir1928">{{Cite journal | last1 = Langmuir | first1 = I. | title = Oscillations in Ionized Gases | doi = 10.1073/pnas.14.8.627 | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences | volume = 14 | issue = 8 | pages = 627 | year = 1928 | pmid =  | pmc =  |issn=0027-8424 }}</ref>, магчыма таму што яркі разрад, запаўняючы аб’ём трубкі, прымаў яе форму ({{lang-gr|πλάσμα}} — вылепленае, адлітае, адфармаванае)<ref>{{cite book|author=Brown, Sanborn C.|chapter=Chapter 1: A Short History of Gaseous Electronics|editor=HIRSH, Merle N. e OSKAM, H. J.|title=Gaseous Electronics|volume=1|publisher=Academic Press|date=1978|isbn=978-0-12-349701-7}}</ref>. Лангмюр апісаў свае назіранні так:

<blockquote>
За выключэннем вобласці каля электродаў, дзе ёсць «абалонкі», у якіх вельмі мала электронаў, іанізаваны газ утрымлівае іоны і электроны ў прыкладна роўных колькасцях, так што выніковы прасторавы зарад вельмі малы. Мы будзем карыстацца словам «плазма» для апісання гэтай вобласці з ураўнаважанымі зарадамі іонаў і электронаў.
{{oq|en|Except near the electrodes, where there are ''sheaths'' containing very few electrons, the ionized gas contains ions and electrons in about equal numbers so that the resultant space charge is very small. We shall use the name ''plasma'' to describe this region containing balanced charges of ions and electrons.<ref name="langmuir1928" />}}
</blockquote>

== Матэматычныя мадэлі ==
Уласцівасці плазмы ў знешніх палях апісваюцца кінетычным ураўненнем Больцмана (гл. [[кінетычная тэорыя газаў]]) і сістэмай [[ураўненні Максвела|ураўненняў Максвела]], у якія ўваходзяць самаўзгодненыя (пэўным спосабам усярэдненыя) электрычныя і магнітныя палі. Калі ўласна плазменныя эфекты неістотныя, карыстаюцца больш грубымі прыбліжэннямі [[магнітная гідрадынаміка|магнітнай гідрадынамікі]]. Многія ўласцівасці, характэрныя для плазмы, маюць таксама сукупнасці носьбітаў зараду ў [[паўправаднік]]ах і [[метал]]ах; іх асаблівасць — магчымасць існавання пры нізкіх (для газавай плазмы) тэмпературах — пакаёвай і ніжэй.

== Асноўныя характарыстыкі плазмы ==
Усе велічыні дадзены ў Гаўсавых [[СГС]] адзінках за выключэннем тэмпературы, якая дадзена ў эВ і масы іонаў, якая дадзена ў адзінках масы пратона <math>\mu = m_i/m_p</math>; ''Z'' — зарадны лік; ''k'' — пастаянная Больцмана; ''&lambda;'' — [[даўжыня хвалі]]; γ — адыябатычны індэкс; ln Λ — Кулонаўскі лагарыфм.

=== Частоты ===
* '''[[Лармарава частата]] электрона''', вуглавая частата кругавога руху электрона ў плоскасці перпендыкулярнай магнітнаму полю:
: <math>\omega_{ce} = eB/m_ec = 1.76 \times 10^7 B s^{-1}</math>
* '''Лармарава частата іона''', вуглавая частата кругавога руху іона ў плоскасці перпендыкулярнай магнітнаму полю:
: <math>\omega_{ci} = eB/m_ic = 9.58 \times 10^3 Z \mu^{-1} B \mbox{s}^{-1}</math>
* '''[[плазменная частата]]''' (частата плазменных ваганняў), частата з якой электроны вагаюцца каля становішча раўнавагі, быўшы зрушанымі адносна іонаў:
: <math>\omega_{pe} = (4\pi n_ee^2/m_e)^{1/2} = 5.64 \times 10^4 n_e^{1/2} \mbox{s}^{-1}</math>
* іонная плазменная частата:
: <math>\omega_{pi} = (4\pi n_iZ^2e^2/m_i)^{1/2} = 1.32 \times 10^3 Z \mu^{-1/2} n_i^{1/2} \mbox{s}^{-1}</math>
* частата сутыкненняў электронаў
: <math>\nu_e = 2.91 \times 10^{-6} n_e\,\ln\Lambda\,T_e^{-3/2} \mbox{s}^{-1}</math>
* частата сутыкненняў іонаў
: <math>\nu_i = 4.80 \times 10^{-8} Z^4 \mu^{-1/2} n_i\,\ln\Lambda\,T_i^{-3/2} \mbox{s}^{-1}</math>

=== Даўжыні ===
* '''Дэ-Бройлева даўжыня хвалі электрона''', даўжыня хвалі электрона ў [[Квантавая механіка|квантавай механіцы]]:
: <math>\lambda\!\!\!\!- = \hbar/(m_ekT_e)^{1/2} = 2.76\times10^{-8}\,T_e^{-1/2}\,\mbox{cm}</math>
* '''мінімальная адлегласць збліжэння ў класічным выпадку''' — мінімальная адлегласць, на якую могуць зблізіцца дзве зараджаныя часціцы пры лабавым сутыкненні і пачатковай скорасці, якая адпавядае тэмпературы часціц, калі не ўлічваць квантава-механічныя эфекты:
: <math>e^2/kT=1.44\times10^{-7}\,T^{-1}\,\mbox{cm}</math>
* '''гірамагнітны радыус электрона''', радыус кругавога руху электрона ў плоскасці, перпендыкулярнай магнітнаму полю:
: <math>r_e = v_{Te}/\omega_{ce} = 2.38\,T_e^{1/2}B^{-1}\,\mbox{cm}</math>
* ''' гірамагнітны радыус іона''', радыус кругавога руху іона ў плоскасці перпендыкулярнай магнітнаму полю:
: <math>r_i = v_{Ti}/\omega_{ci} = 1.02\times10^2\,\mu^{1/2}Z^{-1}T_i^{1/2}B^{-1}\,\mbox{cm}</math>
* '''памер скін-слоя плазмы''' — адлегласць, на якую электрамагнітныя хвалі могуць пранікаць у плазму:
: <math>c/\omega_{pe} = 5.31\times10^5\,n_e^{-1/2}\,\mbox{cm}</math>
* '''[[Радыус Дэбая]] (даўжыня Дэбая)''' — адлегласць, на якую электрычныя палі экраніруюцца за кошт пераразмеркавання электронаў:
: <math>\lambda_D = (kT/4\pi ne^2)^{1/2} = 7.43\times10^2\,T^{1/2}n^{-1/2}\,\mbox{cm}</math>

=== Скорасці ===
* '''цеплавая скорасць электрона''', формула для ацэнкі скорасці электронаў пры [[размеркаванне Максвела|размеркаванні Максвела]]. Сярэдняя скорасць, найбольш імаверная скорасць і сярэднеквадратычная скорасць адрозніваюцца ад гэтага выраза толькі пастаяннымі множнікамі парадку адзінкі:
: <math>v_{Te} = (kT_e/m_e)^{1/2} = 4.19\times10^7\,T_e^{1/2}\,\mbox{cm/s}</math>
* '''цеплавая скорасць іона''', формула для ацэнкі скорасці іонаў пры [[размеркаванне Максвела|размеркаванні Максвела]]:
: <math>v_{Ti} = (kT_i/m_i)^{1/2} = 9.79\times10^5\,\mu^{-1/2}T_i^{1/2}\,\mbox{cm/s}</math>
* '''скорасць іоннага гуку''', скорасць падоўжных іонна-гукавых хваль:
: <math>c_s = (\gamma ZkT_e/m_i)^{1/2} = 9.79\times10^5\,(\gamma ZT_e/\mu)^{1/2}\,\mbox{cm/s}</math>
* '''[[Ханес Альфвен|Альфвенаўская]] скорасць''', скорасць [[Альфвенаўскія хвалі|Альфвенаўскіх хваль]]:
: <math>v_A = B/(4\pi n_im_i)^{1/2} = 2.18\times10^{11}\,\mu^{-1/2}n_i^{-1/2}B\,\mbox{cm/s}</math>

=== Безразмерныя велічыні ===
* квадратны корань з адносіны мас электрона і [[пратон]]а:
: <math>(m_e/m_p)^{1/2} = 2.33\times10^{-2} = 1/42.9</math>
* Лік часціц у сферы Дэбая:
: <math>(4\pi/3)n\lambda_D^3 = 1.72\times10^9\,T^{3/2}n^{-1/2}</math>
* адносіна Альфвенаўскай скорасці да скорасці святла
: <math>v_A/c = 7.28\,\mu^{-1/2}n_i^{-1/2}B</math>
* адносіна плазменнай і лармараўскай частот для электрона
: <math>\omega_{pe}/\omega_{ce} = 3.21\times10^{-3}\,n_e^{1/2}B^{-1}</math>
* адносіна плазменнай і лармараўскай частот для іона
: <math>\omega_{pi}/\omega_{ci} = 0.137\,\mu^{1/2}n_i^{1/2}B^{-1}</math>
* адносіна цеплавой і магнітнай энергій
: <math>\beta = 8\pi nkT/B^2 = 4.03\times10^{-11}\,nTB^{-2}</math>
* адносіна магнітнай энергіі да энергіі спакою іонаў
: <math>B^2/8\pi n_im_ic^2 = 26.5\,\mu^{-1}n_i^{-1}B^2</math>

=== Іншае ===
* Бомаўскі каэфіцыент дыфузіі
: <math>D_B = (ckT/16eB) = 5.4\times10^2\,TB^{-1}\,\mbox{cm}^2/\mbox{s}</math>
* Папярочнае супраціўленне Спітцэра
: <math>\eta_\perp = 1.15\times10^{-14}\,Z\,\ln\Lambda\,T^{-3/2}\,\mbox{s} = 1.03\times10^{-2}\,Z\,\ln\Lambda\,T^{-3/2}\,\Omega\,\mbox{cm}</math>

== Гл. таксама ==
* [[Фізіка плазмы]]

{{зноскі}}

== Літаратура ==
* {{Крыніцы/БелЭн|12|Плазма||400—401}}
* ''[[Леў Андрэевіч Арцымовіч|Арцимович Л. А.]]'' Элементарная физика плазмы. 3 изд. — М., 1969.
* ''Трубников Б. А.'' Введение в теорию плазмы. Ч. 1—3. — М., 1969—78.
* Основы физики плазмы. Т. 1—2. — М., 1983—84.
* ''Чен Ф. Ф.'' Введение в физику плазмы: Пер. с англ. — М., 1987.

{{Станы матэрыі}}
{{Бібліяінфармацыя}}

[[Катэгорыя:Вікіпедыя:Істотныя артыкулы]]
[[Катэгорыя:Плазма| ]]