பிளாஸ்மா - வகைகள், பண்புகள் மற்றும் அளவுருக்கள்

பிளாஸ்மா என்பது பொருளின் நான்காவது நிலை - அதிக அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட வாயு, இதில் எலக்ட்ரான்கள், நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகள், ஒருவருக்கொருவர் மின் கட்டணங்களை முழுமையாக சமநிலைப்படுத்துகின்றன. இதன் விளைவாக, பிளாஸ்மாவின் எந்த சிறிய தொகுதியிலும் மொத்த கட்டணத்தை கணக்கிட முயற்சித்தால், அது பூஜ்ஜியமாக இருக்கும். இந்த பண்பு பிளாஸ்மாவை எலக்ட்ரான் மற்றும் அயன் கற்றைகளிலிருந்து வேறுபடுத்துகிறது. பிளாஸ்மாவின் இந்த பண்பு அரை-நடுநிலை என்று அழைக்கப்படுகிறது.

அதன்படி (வரையறையின் அடிப்படையில்), பிளாஸ்மா வகைப்படுத்தப்படுகிறது, அதன் தொகுதியில் உள்ள சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் எண்ணிக்கையின் விகிதத்தைப் பொறுத்து, அதன் தொகுதி துகள்களின் மொத்த எண்ணிக்கையைப் பொறுத்து, அயனியாக்கத்தின் அளவு:

• பலவீனமான அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட பிளாஸ்மா (அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட துகள்களின் அளவின் சதவீதத்தின் ஒரு பகுதி);

• மிதமான அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட பிளாஸ்மா (துகள் அளவு ஒரு சில சதவீதம் அயனியாக்கம்);

• அதிக அயனியாக்கம் (வாயு அளவிலுள்ள 100% துகள்கள் அயனியாக்கம் செய்யப்படுகின்றன).

பிளாஸ்மாக்களின் வகைகள் - அதிக வெப்பநிலை மற்றும் வாயு வெளியேற்றம்

பிளாஸ்மா அதிக வெப்பநிலை மற்றும் வாயு வெளியேற்றமாக இருக்கலாம். முதல் அதிக வெப்பநிலை நிலைமைகளின் கீழ் மட்டுமே நிகழ்கிறது, இரண்டாவது - ஒரு வாயுவில் நீர்த்த போது.உங்களுக்குத் தெரியும், ஒரு பொருள் பொருளின் நான்கு நிலைகளில் ஒன்றில் இருக்கலாம்: முதலாவது திடமானது, இரண்டாவது திரவமானது மற்றும் மூன்றாவது வாயு. மேலும் அதிக வெப்பமடைந்த வாயு அடுத்த நிலைக்குச் செல்வதால் - பிளாஸ்மாவின் நிலை, எனவே இது பிளாஸ்மாவை நான்காவது பொருளின் திரட்டல் நிலையாகக் கருதப்படுகிறது.

பிளாஸ்மா தொகுதியில் நகரும் வாயு துகள்கள் உள்ளன மின் கட்டணம்எனவே, பிளாஸ்மா மின்னோட்டத்தை நடத்துவதற்கு அனைத்து நிபந்தனைகளும் உள்ளன. சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ், நிலையான பிளாஸ்மா ஒரு நிலையான வெளிப்புற மின்சார புலத்தை பாதுகாக்கிறது, ஏனெனில் இந்த வழக்கில் மின்சார கட்டணங்களின் இடஞ்சார்ந்த பிரிப்பு அதன் தொகுதிக்குள் நிகழ்கிறது. ஆனால் பிளாஸ்மாவின் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட, முழுமையான பூஜ்ஜியத்திலிருந்து வேறுபட்ட, வெப்பநிலையின் நிலைமைகளின் கீழ் இருப்பதால், அரை-நடுநிலைமை அதை விட சிறிய அளவில் மீறப்படும்போது குறைந்தபட்ச தூரம் உள்ளது.

முடுக்கப்படும் மின்புலத்தில், வாயு-வெளியேற்ற பிளாஸ்மாவின் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் வெவ்வேறு சராசரி இயக்க ஆற்றல்களைக் கொண்டுள்ளன. எலக்ட்ரான் வாயுவின் வெப்பநிலை பிளாஸ்மாவுக்குள் இருக்கும் அயனி வாயுவின் வெப்பநிலையிலிருந்து வேறுபடுகிறது என்று மாறிவிடும்; எனவே, வாயு-வெளியேற்ற பிளாஸ்மா சமநிலையில் இல்லை மற்றும் சமநிலையற்ற அல்லது சமவெப்பமற்ற பிளாஸ்மா என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஒரு வாயு-வெளியேற்ற பிளாஸ்மாவின் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் எண்ணிக்கை அவற்றின் மறுசீரமைப்பின் போக்கில் குறைவதால், மின்புலத்தால் துரிதப்படுத்தப்பட்ட எலக்ட்ரான்களால் தாக்க அயனியாக்கத்தின் செயல்பாட்டில் புதிய சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் உடனடியாக உருவாகின்றன. ஆனால் பயன்படுத்தப்பட்ட மின்சார புலம் அணைக்கப்பட்டவுடன், வாயு வெளியேற்ற பிளாஸ்மா உடனடியாக மறைந்துவிடும்.

உயர் வெப்பநிலை பிளாஸ்மா என்பது ஒரு சமவெப்ப அல்லது சமநிலை பிளாஸ்மா ஆகும். அத்தகைய பிளாஸ்மாவில், அவற்றின் மறுசீரமைப்பு காரணமாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் எண்ணிக்கையில் குறைப்பு வெப்ப அயனியாக்கம் காரணமாக கூடுதலாக உள்ளது.இது ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் நடக்கும். பிளாஸ்மாவை உருவாக்கும் துகள்களின் சராசரி இயக்க ஆற்றல் இங்கே சமமாக இருக்கும். நட்சத்திரங்களும் சூரியனும் உயர் வெப்பநிலை பிளாஸ்மாவால் (பல்லாயிரக்கணக்கான டிகிரி வெப்பநிலையில்) ஆனவை.

ஒரு பிளாஸ்மா இருக்கத் தொடங்க, அதன் தொகுதியில் மின்னூட்டப்பட்ட துகள்களின் ஒரு குறிப்பிட்ட குறைந்தபட்ச அடர்த்தி தேவைப்படுகிறது. பிளாஸ்மா இயற்பியல் இந்த எண்ணை ஏற்றத்தாழ்வு L >> D இல் இருந்து தீர்மானிக்கிறது. சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் நேரியல் அளவு L ஆனது Debye ஸ்கிரீனிங் ஆரம் D ஐ விட பெரியது, இது ஒவ்வொரு பிளாஸ்மா மின்னூட்டத்தின் கூலம்ப் புலம் திரையிடல் நடைபெறும் தூரமாகும்.

பிளாஸ்மாவின் பண்புகள்

பிளாஸ்மாவின் வரையறுக்கும் பண்புகளைப் பற்றி பேசுகையில், இது குறிப்பிடப்பட வேண்டும்:

• அதிக அளவு வாயு அயனியாக்கம் (அதிகபட்சம் - முழு அயனியாக்கம்);

• பூஜ்ஜிய மொத்த பிளாஸ்மா கட்டணம்;

• உயர் மின் கடத்துத்திறன்;

• பிரகாசிக்கவும்;

• மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்களுடன் வலுவான தொடர்பு;

• உயர் அதிர்வெண் (சுமார் 100 மெகா ஹெர்ட்ஸ்) பிளாஸ்மாவுக்குள் எலக்ட்ரான்களின் அலைவுகள், பிளாஸ்மாவின் முழு அளவின் அதிர்வுகளுக்கு வழிவகுக்கும்;

• அதிக எண்ணிக்கையிலான சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் கூட்டு தொடர்பு (மற்றும் ஜோடிகளாக அல்ல, ஒரு சாதாரண வாயுவைப் போல).

பிளாஸ்மாவின் இயற்பியல் பண்புகளின் சிறப்பியல்புகளின் அறிவு, விஞ்ஞானிகளுக்கு விண்மீன் இடைவெளி பற்றிய தகவல்களைப் பெறுவது மட்டுமல்லாமல் (முக்கியமாக பிளாஸ்மாவால் நிரப்பப்பட்டது), ஆனால் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட தெர்மோநியூக்ளியர் ஃப்யூஷன் நிறுவல்களுக்கான வாய்ப்புகளை நம்புவதற்கும் உதவுகிறது (அதிக வெப்பநிலை பிளாஸ்மாவின் அடிப்படையில். டியூட்டீரியம் மற்றும் ட்ரிடியம்).

குறைந்த வெப்பநிலை பிளாஸ்மா (100,000 K க்கு கீழே) ஏற்கனவே ராக்கெட் என்ஜின்கள், எரிவாயு லேசர்கள், தெர்மோனிக் மாற்றிகள் மற்றும் MHD ஜெனரேட்டர்கள் ஆகியவற்றில் வெப்ப ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றுகிறது.பிளாஸ்மாட்ரான்களில், குறைந்த வெப்பநிலை பிளாஸ்மா உலோகங்களை வெல்டிங் செய்வதற்கும் இரசாயனத் தொழிலுக்கும் பெறப்படுகிறது, அங்கு மந்த வாயு ஹைலைடுகளை மற்ற முறைகளால் பெற முடியாது.