Zawartość
Plazmy to „czwarty stan materii” po znanym ciele stałym, cieczach i gazach. Choć rzadka na Ziemi, plazma występuje w całym wszechświecie i zawiera prawie 99 procent znanej materii. Gwiazdy, krawędzie błyskawic i jonosfera Ziemi składają się głównie z plazmy. Plazma istnieje w stanie gazowym, ale ze względu na szereg unikalnych cech jest uważana za swój własny stan materii.
Występowanie plazmy
Plazma może powstać przez poddanie materii bardzo wysokim temperaturom, promieniowaniu lub wysokim napięciom, jak w piorunach. W niskich temperaturach atomy blokują się, tworząc ciała stałe, takie jak kryształ. Wyższe temperatury rozluźniają wiązania między atomami, doprowadzając je do stanu ciekłego. W jeszcze wyższych temperaturach wiązania między atomami ulegają dalszemu rozluźnieniu, zamieniając substancje w gazy. Ekstremalnie wysokie temperatury, takie jak temperatura słońca, usuwają niektóre lub wszystkie elektrony z atomów, tworząc „zupę” jąder atomowych, jonów i elektronów; to jest stan plazmy.
Konsystencja plazmy
Jak gazy i w przeciwieństwie do ciał stałych, plazmy dryfują i płyną swobodnie; jeśli są dołączone, plazmy rozszerzają się, aby wypełnić pojemnik. Podobnie jak gazy, plazmy mają gęstość i ciśnienie. W przestrzeni kosmicznej plazmy mogą być wyjątkowo cienkie i delikatne, średnio około jednego atomu na centymetr sześcienny; przeciwnie, plazma w jądrze Słońca jest 10 razy gęstsza niż ołów.
Charakterystyka plazmy
Ponieważ składają się one z swobodnie płynących elektrycznie naładowanych cząstek, plazmy mają kilka unikalnych cech. W większości plazm protony i elektrony występują w równych ilościach, co czyni je elektrycznie obojętnymi; jednakże, ponieważ przepływają one swobodnie, na plazmy wpływają pola elektryczne i magnetyczne w sposób niespotykany w innych formach materii. Pola te mogą wpływać na plazmy na duże odległości, ściskając je, wypaczając i kształtując je, jak w wielkich, skręcających rozbłyskach widocznych na powierzchni Słońca.
Plazmy termiczne i nietermiczne
Plazma termiczna to taka, w której elektrony i jony mają taką samą temperaturę jak ich otoczenie, na przykład w gwiazdach; dla porównania, plazmy nietermiczne to kieszenie energetycznych naładowanych cząstek w „chłodnym” środowisku. Przykładem tego są sztuczne plazmy stosowane przez przemysł spożywczy do sterylizacji świeżych produktów. W tym procesie strumień plazmy zabija bakterie; ponieważ potrzebne są tylko niewielkie ilości plazmy, jej atomy mieszają się z powietrzem o temperaturze pokojowej i szybko stygną.