Fyzika je veľmi zaujímavá veda. Niekedy obsahuje také pojmy, o ktorých sme už počuli, no reálnu predstavu o nich nemáme. A dnes, v dobe rozvoja špičkových technológií, pojem plazma, alebo inak povedané ionizovaný plyn, čoraz častejšie skĺzne. Mnohí, ktorí práve počujú toto slovo, sú vystrašení a ani sa nepokúšajú zistiť, čo to znamená. Všetko je však veľmi jednoduché a v tomto článku vám povieme, čo je ionizovaný plyn a aké má vlastnosti.
Skôr než vám poskytneme podrobné a komplexné informácie, urobme si krátku odbočku do histórie.
História
Plazmu alebo štvrté skupenstvo hmoty objavil v roku 1879 William Crookes počas experimentov s elektrickým oblúkom. Následne vznikla celá veda, ktorá sa nazýva plazmová fyzika. Odkiaľ sa vzala celá veda a prečo je potrebná? Ide o to, že štúdium plazmy našlo veľké uplatnenie v rôznych oblastiach vedy a techniky. Ale o tom si povieme trochu neskôr. A teraz trochu o podstate konceptu „ionizovaného plynu“.
Čo je plazma?
Toto slovo prišlo do ruštiny z gréčtiny. Znamená „vytvorený“, „vyrobený“. A nie sú to prázdne slová. akoje známe, že obyčajný plyn má formu nádoby, kde sa nachádza (rovnako ako voda). Preto je chaotický a nemá jasnú formu. Plazma je však úplne iná. Niet divu, že sa nazýva štvrtý stav hmoty. Svojimi špeciálnymi vlastnosťami sa radikálne líši od všetkých ostatných štátov. Faktom je, že všetky atómy, ktoré tvoria plazmu, majú kladný alebo záporný náboj.
Skôr ako si povieme o tom, ako sa plazma získava a kde sa používa, analyzujme aspekty teórie fyziky plazmy, pretože nám bude veľmi užitočná pre ďalšie rozprávanie.
Teória plazmy
V školskom kurze chémie sa veľa času venuje roztokom a časticiam, ktoré sa v nich nachádzajú. Tieto nabité častice majú jedinečné vlastnosti a určujú mnohé z fyzikálnych a chemických charakteristík rôznych systémov „rozpúšťadlo-rozpúšťadlo“. Ióny (nabité častice v roztoku) však existujú nielen vo vodnom prostredí.
Ako sa ukázalo, plyn môže ionizovať a vytvárať atómy s kladným alebo záporným nábojom. To sa môže stať v procese vyraďovania elektrónu z atómu vonkajšími silami. Vymrštený elektrón môže tiež naraziť do nejakého iného atómu a „vyraziť“ďalší elektrón. Môže však nastať aj opačná situácia: elektrón môže vletieť do iónu a opäť vytvoriť neutrálny atóm. A všetky tieto procesy sa neustále vyskytujú v plazme. Pri absencii vonkajších síl, ktoré by ho podporili, je dosť nestabilný.
Plazma sa získava hlavne veľmi jednoduchým spôsobom, dostupným každému z nás doma: prechodom plynu cez elektrický oblúk vysokého napätia. Čím vyššia je teplota oblúka, tým viac zohriatej plazmy dostaneme na výstupe. Čím vyššie je napätie na jeho kontaktoch, tým viac ionizovaného plynu sa získa.
Plazmu možno tiež rozdeliť na niekoľko typov. O tom, čo je plazma (ionizovaný plyn) sa dozviete v ďalšej časti.
Typy plazmy
Podľa pôvodu možno ionizovaný plyn rozdeliť na umelý a prírodný. Pri prvom pohľade je všetko jasné, človek si ľahko vytvorí plazmu a použije ju na svoje účely (napríklad neónové lampy, lasery, riadená termonukleárna fúzia). A aká plazma sa vyskytuje v prírode? Jeho najznámejším prejavom je blesk.
Ionizovaný plyn môže zahŕňať aj taký jav, ako je polárna žiara, ktorý nie všetci obyvatelia Zeme majú to šťastie pozorovať. Tiež slnečný vietor, ktorý existuje vo vesmíre, je štvrtým stavom hmoty. Ak vezmeme do úvahy plazmu v širšom zmysle, ukáže sa, že jej patrí celý vonkajší priestor.
Plazmu možno rozdeliť aj podľa jej teploty. Ako viete, čím je plyn teplejší, tým aktívnejší je pohyb molekúl v ňom a tým vyššia je jeho energia. Keďže plazma je tiež plyn, tieto tvrdenia platia aj pre ňu. Počnúc teplotou ionizovaného plynu sa teda delí na horúci (teplotamilión K a viac) a chlad (v tomto poradí je teplota nižšia ako milión K).
Je tu ešte jeden ukazovateľ – stupeň ionizácie. Ukazuje, koľko percent atómov v plazme sa rozpadlo na ióny. Podľa tohto ukazovateľa sa rozlišuje vysoko ionizovaný plyn a nízko ionizovaný plyn. Je tiež zahrnutý v jednej zo všeobecne uznávaných klasifikácií.
Záver
Plazma nie je taká ťažká vec na pochopenie. Ťažkosti začínajú jej hlbším štúdiom. Ale takto sa dá pozerať na čokoľvek. Konkrétne sme sa nedotkli matematických výpočtov, aby sme čo najpodrobnejšie vysvetlili podstatu tohto pojmu. Fyzika je veľmi zaujímavá veda a je potrebné ju študovať, už len preto, že nás obklopuje vo všetkom a všade. A náš článok to má dokázať, pretože plazma je všade okolo nás, len niekedy nechápeme hlbokú podstatu javov s ňou spojených.
