Фізичне пояснення плазми і способи її отримання

Традиційно стверджувалося, що існує 3 основних агрегатних станів речовин. Вони можуть бути рідкими, твердими і газоподібними. Про це говорили вчені з самого початку існування відомої науки. З розвитком технологій і наукових спостережень було встановлено четвертий стан речовин, іменоване плазмою. Зазвичай вона виникає в результаті сильного нагріву. Процес її утворення виглядає наступним чином. Будь-яке тверде речовина при дуже сильному нагріванні спочатку плавиться, після чого переходить в газоподібний стан, при продовженні температурного впливу здійснюється його подальше розпадання на вільні атоми. Від триваючого підвищення температури здійснюється відділення електронів, а також позитивно і негативно заряджених іонів. В результаті виходить іонізований газ, який є плазмою.

Вперше про плазму заговорив англійський фізик сер Вільям Крикс в 1879 році. Запропонована ним концепція активно розвивалася і вдосконалювалася, що спостерігається і сьогодні. Існують різні припущення, які вказують на те, що плазма була відкрита набагато раніше. Про це можна судити навіть по древньому твердженням про існування чотирьох стихій: земля, вода, повітря і вогонь. Вони тісно переплітаються з сучасним трактуванням 4 агрегатних станів: тверде, рідке, газоподібне і плазмове. У певних сенсах можна цілком порівняти плазму і вогонь.

Крім отримання плазми в результаті термічної обробки речовини, його також можна виділити проводячи бомбардування газу швидкими зарядженими частинками. Для цього проводиться опромінення радіоактивними речовинами. У таких випадках здійснюється вироблення низькотемпературної плазми.

Також була розроблена технологія отримання газорозрядної плазми. Для цього через газ пропускається електричний струм, який викликає його іонізацію. Іонізовані частки переносять струм, що призводить до їх подальшого руйнування. Отримана в результаті електричного впливу плазма менш ефективна в плані збереження життєдіяльності, ніж освічена від термічної обробки. Це пов’язано з меншим нагріванням і високою швидкістю охолодження частинок, так як вони постійно контактують з іншими іонами, що не одержали необхідного нагрівання.

Більш складний спосіб її утворення полягає в сильному стисненні речовини. Подібні методи впливу призводять до сходу атомів зі своїх орбіт. Виникаючі в результаті окремі позитивно і негативно заряджені частинки набувають певні властивості, які можуть застосовуватися в різних сферах при обробці матеріалів.

Посилання на основну публікацію