Плазма - четвертое состояние вещества
СОДЕРЖАНИЕ.
|
1. Введение | |
|
· Плазма – наиболее распространенное состояние вещества в природе и Вселенной | |
|
· Солнечный ветер. | |
|
· Плазменное покрывало Земли. | |
|
2. Плазма – четвертое состояние вещества. | |
|
· Что такое плазма. | |
|
· Использование плазмы | |
|
· Управляемые термоядерные реакции | |
|
· Плазменные движители. | |
|
· Электростанции без турбин | |
|
· Автоматическая резка плазменной струей. | |
|
· Электродуговая плазменная наплавка. | |
|
· Плазменное напыление или плазменная металлизация. | |
|
· Способ импульсной микроплазменной обработки · Гашение плазменной дуги | |
|
3. Заключение. | |
|
· Конденсат Бозе-Эйнштейна – пятое состояние вещества. | |
|
4. Список литературы | |
|
5. Приложение. |
Введение.
Плазма – наиболее распространенное состояние вещества в природе.
В 1929 г. американские физики Ирвинг Лёнгмюр (1881—1957) и Леви Тонко (1897—1971) назвали плазмой ионизованный газ в газоразрядной трубке.
Английский физик Уильям Крукс (1832—1919), изучавший электрический разряд в трубках с разрежённым воздухом, писал: «Явления в откачанных трубках открывают для физической науки новый мир, в котором материя может существовать в четвёртом состоянии».
В зависимости от температуры любое вещество изменяет своё состояние. Так, вода при отрицательных (по Цельсию) температурах находится в твёрдом состоянии, в интервале от 0 до 100 °С - в жидком, выше 100 °С—в газообразном. Если температура продолжает расти, атомы и молекулы начинают терять свои электроны — ионизуются и газ превращается в плазму. При температурах более 1 000 000 °С плазма абсолютно ионизована — она состоит только из электронов и положительных ионов. Плазма — наиболее распространённое состояние вещества в природе, на неё приходится около 99 % массы Вселенной. Солнце, большинство звёзд, туманности — это полностью ионизованная плазма. Внешняя часть земной атмосферы (ионосфера) тоже плазма.
Ещё выше располагаются радиационные пояса, содержащие плазму. Полярные сияния, молнии, в том числе шаровые, — всё это различные виды плазмы, наблюдать которые можно в естественных условиях на Земле. И лишь ничтожную часть Вселенной составляет вещество в твёрдом состоянии — планеты, астероиды и пылевые туманности.
Солнечный ветер.
До 1958 года считалось, что магнитное поле Земли представляет собой поле магнитного диполя, которое существует во всем пространстве и исчезает лишь при бесконечно большом удалении от планеты. Однако исследования, проведенные с помощью спутников и космических ракет, показали, что геомагнитное поле имеет другую форму. Его сдувает поток заряженных частиц, непрерывно испускаемых Солнцем, - солнечный ветер. Это водородная плазма с концентрацией около 10 частиц/см3 , движущаяся скоростью 300 – 500 км/с в межпланетной среде, которая тоже находится в состоянии плазмы с плотностью 100 частиц/см3.
При обтекании солнечным ветром магнитного слоя Земли образуется ударная волна, поэтому форма силовых линий магнитного поля на расстояниях, примерно равных семи – восьми радиусам Земли, существенно отличается от дипольной. Геомагнитное поле образует так называемую магнитосферу. С дневной стороны солнечный ветер ее «сжимает», а с ночной – «вытягивает». Возникает весьма длинный «хвост», начинающийся на расстоянии десяти радиусов Земли.
Плазменное покрывало Земли.
Уже с помощью первых спутников Земли было обнаружено, что в магнитосфере планеты есть области с относительно высокой концентрацией электронов и ионов больших энергий – радиационные пояса. Выделяют два радиационных пояса. Внутренний, где преобладают протоны, начинается на высоте 500 км от поверхности Земли. И простирается на несколько тысяч километров. Внешний, состоящий в основном из электронов, имеет максимальную плотность частиц на расстоянии около 22 тысяч км от планеты. Частицы, попавшие в радиационные пояса, могут довольно долго удерживаться геомагнитным полем.
С этими частицами связано явление полярного сияния. При вспышках на Солнце усиливается солнечный ветер, что приводит к возникновению сильных магнитогидродинамических волн.
Их распространение вызывает колебания магнитного поля в магнитосфере Земли, а, следовательно, изменение условий удержания частиц в радиационных поясах. Заряженные частицы буквально «высыпаются» в области полюсов Земли.
Сталкиваясь с нейтральными атомами в верхних слоях атмосферы, они переводят их в возбужденное состояние или ионизуют. Освобождаясь от избытка энергии, возбужденные атомы испускают фотоны, потоки которых наблюдаются как сияние.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6