Sisältö
Plasmat ovat "aineen neljäs tila" tunnettujen kiinteiden aineiden, nesteiden ja kaasujen jälkeen. Vaikka plasmaa on harvinaista, plasmaa on runsaasti koko maailmankaikkeudessa, ja se sisältää lähes 99 prosenttia tunnetuista aineista. Tähdet, salaman reunat ja maapallon ionosfääri koostuvat pääasiassa plasmasta. Plasma on kaasumaisessa tilassa, mutta monien ainutlaatuisten ominaisuuksien vuoksi sitä pidetään sen omaa ainetilaa.
Plasmien esiintyminen
Plasma voi tapahtua altistamalla aine erittäin korkeille lämpötiloille, säteilylle tai suurille jännitteille, kuten salamanpultissa. Matalassa lämpötilassa atomit lukkiutuvat yhteen muodostaen kiinteitä aineita, kuten kide. Korkeammat lämpötilat löysäävät atomien välisiä sidoksia, jolloin ne ovat nestemäisessä tilassa. Vielä korkeammissa lämpötiloissa atomien väliset sidokset irtoavat edelleen, muuttaen aineet kaasuiksi. Erittäin korkeat lämpötilat, kuten aurinko, poistavat osan tai kaikista elektroneista atomeista, muodostaen atomiytimien, ionien ja elektronien "keiton"; tämä on plasmatila.
Plasman yhdenmukaisuus
Kuten kaasut ja toisin kuin kiinteät aineet, plasmat ajautuvat ja virtaavat vapaasti; jos suljettu, plasmat laajenevat säiliön täyttämiseksi. Kuten kaasut, myös plasmilla on tiheys ja paine. Syvässä tilassa plasmat voivat olla erittäin ohuita ja taipuisia, keskimäärin noin yksi atomi kuutiometriä kohti; Sitä vastoin Auringon ytimen plasma on 10 kertaa tiheämpi kuin lyijy.
Plasmien ominaisuudet
Koska plasmilla on vapaasti virtaavia sähköisesti varautuneita hiukkasia, niillä on useita ainutlaatuisia ominaisuuksia. Useimmissa plasmoissa protoneja ja elektroneja esiintyy yhtä paljon, mikä tekee niistä sähköisesti neutraaleja; koska plasmat kuitenkin virtaavat vapaasti, niihin vaikuttavat sähkö- ja magneettikentät tavalla, jota ei havaita muissa ainemuodoissa. Nämä kentät voivat vaikuttaa plasmiin suurella etäisyydellä, puristamalla, vääntymällä ja muotoilemalla niitä, kuten auringon pinnalla nähdyissä suurissa, kiertyneissä soihdoissa.
Lämpö- ja ei-lämpöplasmat
Terminen plasma on sellainen, jossa elektronit ja ionit ovat samassa lämpötilassa kuin ympäristönsä, kuten tähdet; verrattuna ei-lämpöplasmat ovat taskuja energisiä, varautuneita hiukkasia muuten ”viileässä” ympäristössä. Esimerkki tästä on keinotekoiset plasmat, joita ruokapalveluteollisuus käyttää tuoretuotteiden sterilointiin. Tässä prosessissa plasmasuihku tappaa bakteerit; Koska tarvitaan vain pieniä määriä plasmaa, sen atomit sekoittuvat huoneenlämpöiseen ilmaan ja jäähtyvät nopeasti.