Плазменный: плазменный | это… Что такое плазменный?

Содержание

Чем отличается плазменный телевизор от жидкокристаллического и что выбрать? — журнал LG MAGAZINE Россия

Когда встает вопрос о выборе нового телевизора LG, многие покупатели не знают, какое устройство лучше подобрать: плазменную модель или жидкокристаллическую модель. Чтобы разобраться, какой из данных телевизоров лучше, следует знать о том, что из себя представляет каждая технология и сравнить их характеристики. Рассмотрим, чем отличается плазменный телевизор LG от жидкокристаллического, и какой лучше выбрать.

Плазменная матрица телевизора LG представляет собой совокупность миниатюрных флуоресцентных ламп, при прохождении тока через них происходит свечение. Каждый пиксель такой матрицы представляет собой конденсатор с электродами, состоящий из трех лампочек с ионизированным газом. При активизации ячейки электрическим зарядом светится одна из ламп, излучая свет одного из трех основных цветов матрицы: синего, зеленого или красного. Точки плазменного телевизора вырабатывают собственный свет, поэтому называются излучающими дисплеями. Скорость смены цветопередачи и порядка работы ламп составляет минимум 400 Гц, данная частота превосходит скорость работы ЖК матриц, где добавляют чёрные пиксели для улучшения данного параметра.

Преимущества плазмы:

Глубокий чёрный цвет.
Естественная цветопередача.
Широкие углы обзора.
Небольшое время отклика.

Недостатки плазменной панели телевизора:

Из-за не слишком сильной яркости смотреть телевизор и фильм на нем лучше в притененном помещении.
После 20 тысяч часов использования устройства яркость может снизиться в 2 раза.
Большой вес панели.
Ограничение в габаритах. Плазменный телевизор не может быть диагональю меньше 32 дюймов и больше 65 дюймов.
Больше затрат электроэнергии.
Устройство греется.
Не работает на высоких частотах.
Экран иногда отзеркаливает, так как является более отражающим и восприимчивым к бликам окружающего освещения. Поэтому рекомендуем покупать модели с антибликовым покрытием, если остановили свой выбор на плазменной панели.

Что касается жидкокристаллических телевизоров, то их можно разделить на две основных группы по используемой технологии. Раньше под ЖК подразумевали только экраны, в которых для подсвечивания пикселей использовались флуоресцентные лампы. Сейчас все больше используются LED телевизоры. Они работают по такому же принципу, но вместо флуоресцентных ламп применяются светодиоды.

ЖК телевизор – это матрица из пикселей, содержащих жидкие кристаллы красного, синего и зеленого цвета. Под воздействием напряжения пиксели матрицы меняют расположение, пропускают или блокируют подсветку. ЖК кристаллы сами не производят свет, их называют пропускающими. Поэтому им нужен внешний источник, который может быть двух типов:

флуоресцентный;
светодиоды выступают внешним источником.

В зависимости от того, какой источник используется, получают разные типы ЖК экранов. Современный рынок предлагает три ведущих технологии ЖК телевизора, каждая из которых отличается принципом работы и стоимостью:

LCD – первый тип ЖК-панели. Его отличие заключается в низкой стоимости и простом наборе функций. В настоящее время такие модели телевизора считаются устаревшими. Подсветка в таких устройствах осуществляется с помощью флуоресцентных ламп.
LED панели – усовершенствованные ЖК модели, разработанные на базе LCD, но обладают более высокими параметрами четкости и разрешения. В LED моделях установлена светодиодная подсветка, при этом светодиоды могут быть расположены в торцевой части или равномерно распределены по всей матрице. По стоимости LED телевизор дороже, чем LCD, но качество изображения будет выше.
OLED – современная технология LG. Отличие OLED технологии от LED состоит в том, что OLED устройства не нуждаются в дополнительной подсветке дисплея, что выводит качество изображения на телевизоре на новый уровень. Цена OLED телевизоров будет выше предыдущих типов, но OLED отличается высоким качеством изображения и диагональ телевизора может быть более 55 дюймов.

Общие преимущества ЖК телевизора:

Высокая контрастность изображения у LED и OLED моделей.
Светодиодная подсветка делает изображение максимально близким к естественному, с природным множеством цветов.
Яркость экрана во время работы устройства не зависит от освещения в помещении.
Меньше затрать электроэнергии.
Телевизор жидкокристаллической модели не перегревается.
Более длительный срок службы дисплея, чем у плазмы.
Доступная цена.
ЖК телевизоры легче, поэтому на их транспортировку уходит меньше средств и сил. Малый вес позволяет беспрепятственно монтировать их на вертикальной поверхности.

Недостатки LCD экранов:

Недостаточно глубокий чёрный цвет.
Средний уровень цветопередачи и контрастности.
Снижение яркости со временем.

Недостатки LED дисплеев:

Высокая цена.
Неравномерная подсветка.

Конечно, ключевым критерием при выборе телевизора является качество изображения. Многие пользователи задаются вопросом: какое из устройств способно обеспечить наилучшее качество картинки, и в чем отличие между изображением у плазмы и ЖК панели?. Качество изображения во многом зависит от подсветки. Плазмы способны лучше справляться с динамичными сценами. Эффект расплывчатости отсутствует. Это особенно заметно при просмотре фильмов или во время игры на консоли. Плазмы обладают внушительным углом обзора. Это говорит о том, что если немного отодвинуться от края устройства, изображение все равно будет максимально четким. Картинка не изменяется в зависимости от места просмотра фильма на телевизоре.

Что же касается яркости и контрастности, то отличие плазменных панелей заключается в максимально глубоком чёрном цвете, а также в четких и ярких цветных изображениях, которые выглядят одинаково ярко при просмотре под любым углом. ЖК телевизоры имеют светодиодную подсветку дисплея, что делает цвета более бледными, а максимально темный тон темно-серым. Плазменные модели отличаются яркой и живой цветовой палитрой. Плазмы способны воспроизводить куда больше разных оттенков, что так важно для трансляции живого и насыщенного изображения. В качестве исключения могут быть рассмотрены последние модели ЖК телевизоров с технологией OLED, в которых отсутствует светодиодная подсветка дисплея. Если предпочитаете фильмы с множеством спецэффектов, стоит приобрести плазму. На плазменной панели можно наблюдать одинаково качественное изображение с любого ракурса просмотра.

Ответ на вопрос, какой телевизор лучше купить, плазменный или жидкокристаллический, во многом зависит от помещения, в котором его собираются устанавливать. Если это отдельная комната типа домашнего кинотеатра с приглушенным освещением, лучше купить плазму. Она позволит получить изображение высокого качества. Недостатком будет высокое потребление электроэнергии и цена, которая выше, чем на старые модели LCD. Для гостиных, где телевизор можно смотреть круглые сутки, в том числе днем, больше подойдут LCD телевизоры. К недостатку модели LCD можно отнести углы обзора, которые недостаточно большие.

Также важным моментом при выборе телевизора является разрешение экрана. Плазменных телевизоров с большим разрешением пока не существует. Отличие ЖК экрана заключается в том, что он обладает лучшим разрешением, так как уменьшить пиксель проще, чем ячейку с газом. ЖК телевизоры с разрешением 4К впервые стали появляться в 2013 году. Количество точек в таких моделях в 4 раза больше, чем у старого формата Full HD 1080p. Поэтому четкость изображения и детализация будут значительно выше. Возросла частота обновления с 50-60 до 100-120 Гц, в результате чего глаза зрителя устают меньше. Недостатком моделей 4К и 8К является их высокая цена. Но с развитием этих технологий количество OLED телевизоров будет увеличиваться, а их стоимость уменьшаться.

Функциональные возможности каждого из типов экрана во многом зависят от модели. Набор опций и возможностей практически один и тот же, но при этом жидкокристаллические модели все равно будут дешевле плазменных.

Рассмотрим отличие характеристик плазменной панели и жидкокристаллического телевизора:

Размер экрана. ЖК имеют больший ассортимент: от небольших кухонных моделей до рекламных табло. Максимальная диагональ достигает 100 дюймов и более.
Контраст. Плазменные панели лучше передают контраст, так как могут самостоятельно излучать свет. В жидкокристаллических моделях контрастность зависит от интенсивности свечения и кристаллов, а это не позволяет добиться такого же уровня контрастности, как у плазмы.
Яркость. Яркость в плазмах большая, но имеет ограничения. В обычных LCD дисплеях жидкокристаллического телевизора яркость меньше, чем в ЖК моделях с подсветкой типа LED.
Глубина чёрного цвета. Плазмы обладают лучшей глубиной чёрного цвета, так как каждый пиксель может светиться отдельно. В LCD телевизорах при довольно темном изображении некоторые его части будут исчезать.
Угол обзора. У плазменных экранов угол обзора составляет до 180 градусов по всем направлениям. У старых моделей ЖК телевизоров угол обзора составляет 45 градусов, но в современных моделях достигает почти таких же параметров, как и у плазмы. Однако все равно при определенном ракурсе контрастность в ЖК дисплеях уменьшается.
Разрешение экрана. ЖК экран обладает лучшим разрешением, так как уменьшить пиксель проще, чем ячейку с газом. Плазменных телевизоров с большим разрешением пока не существует.
Равномерность освещения. Каждая из ячеек плазмы является отдельным источником света, в связи с этим экран освещается равномерно. В LCD моделях равномерность освещения зависит от того, насколько качественна лампа подсветки.
Масса. Хоть оба вида экранов похожи внешне, LCD легче плазменных аналогов, в конструкции использован прозрачный пластик вместо стекла.
Функциональность. Обе модели имеют идентичные функции управления.
Энергоэффективность. Плазма потребляет намного больше электричества, так как нуждается в постоянной работе вентиляторов для охлаждения устройства. В этом случае преимущество будет на стороне жидкокристаллических панелей, так как они потребляют в разы меньше энергии, чем плазмы мощностью 350-450 Вт.
Скорость отклика. В плазмах через газ электричество проходит с максимальной скоростью, что позволяет увеличить скорость отклика. В ЖК моделях жидкие кристаллы передают электричество не так быстро, но благодаря использованию транзисторов, почти получилось достигнуть такой же быстроты отклика, как и у плазм.
Срок эксплуатации. Плазменные телевизоры работают не более 30 тысяч часов. Однако от перегрева устройство может прослужить и меньше. Срок службы ЖК телевизоров до 100 тысяч часов. Когда перегорит лампа подсветки, ее можно будет заменить, но есть вероятность появления «битых» пикселей.
Безопасность. Для окружающей среды и человека плазменный и жидкокристаллический телевизоры являются абсолютно безвредными.
Внешний вид. Обе модели тонкие и плоские, могут быть повешены на стену и подключаться к интернету и локальной сети. Но не стоит забывать, что ЖК модели легче.
Надежность. Плазмы менее подвержены механическим повреждениям.
Стоимость. Плазменные телевизоры с большой диагональю дисплея стоят не так дорого. Большой жидкокристаллический экран же довольно сложен в своем изготовлении, поэтому телевизор с такой же диагональю, как у плазмы, будет стоить заметно дороже.
Просмотр фильмов и передач. Обе модели позволяют смотреть телевизионные программы, фильмы и другой контент с различными размерами экрана и разрешениями.

Существует целый ряд особенностей, на которые нужно обратить внимание при выборе телевизора. Они не относятся к техническим характеристикам, но важны при выборе техники:

Наличие мультимедийных разъемов. Разъемы HDMI, SCART, USB значительно расширяют возможности использования техники. С помощью HDMI можно транслировать картинку на телевизор с компьютера, смартфона или ноутбука. USB позволяет подключить к технике флешку и считывать информацию с носителя. SCART – это разъем, который совместим со всеми известными мультимедиа. Он позволяет как передавать информацию, так и записывать ее. При выборе обращайте внимание на то, где расположен разъем. Если он выведен внешне на панели, пользоваться телевизором будет намного удобнее.
Функция поддержки режимов 3D и Smart TV. Плазменные телевизоры обладают этой функцией. Режим 3D позволяет видеть изображение в трех измерениях. Но смотреть фильмы и передачи в таком формате можно, только предварительно записав их.
Производитель. В настоящее время выпуском телевизоров занимаются разные компании. Основными странами-производителями являются Южная Корея и Япония. Одна из самых известных компаний, занимающихся производством телевизоров в Южной Корее, – компания LG. Производитель получил награду в Лас-Вегасе за выпуск лучшего устройства. Производство LG представляет собой оптимальное сочетание цены и качества. Покупая продукцию у малоизвестных и сомнительных компаний, существует риск получить технику с недолгим сроком службы.

Что такое плазма и зачем она нужна? Разбор

Начнем сегодняшний ролик с неочевидного вопроса: как вы думаете, а можно ли поджечь воду? Большинство скажут, что конечно же нет! Это же две разные стихии — огонь и вода. Обычно воду как раз используют, чтобы огонь тушить!

Но это не совсем так — да вода тушит огонь, но только если огонь относительно холодный! А вот если огонь очень горячий, то можно поджечь и воду, и даже металл! Но как?!

Сегодня во всем разберемся, расскажем вам о том, что такое плазма и почему плазмы на самом деле гораздо больше вокруг нас, чем мы о ней думаем. Ну и вообще выясним? зачем нам нужна плазма и где мы ее применяем. А главное разберемся с физикой и тем как плазма образуется! Все как вы любите — подробно и понятно!

Введение

А что такое плазма? Идем на Википедию и просто смотрим определение.

Она говорит нам, что это Ионизированный газ, одно из классических агрегатных состояний.

Подождите, прямо в определении же написано, что это газ? Так почему вообще мы считаем что это отдельное агрегатное состояние?

Давайте сначала вообще разобраться какие бывают состояния вещества. Итак, вокруг нас существуют четыре, как мы их называем, основных агрегатных состояния вещества.

Классические состояния, а именно — Твердое, жидкое, газ. И последнее — плазма!

В чем же между ними разница? И почему одно и тоже химическое соединение, в нашем случае вода, может быть и твердой, и жидкой и газом. Все дело в давлении и температуре. То есть в энергии или можно еще сказать в скорости молекул вещества!

Если энергия, то есть скорость, слишком низкая, то молекулы h3O хотят образовывать кристаллическую решетку, и образуется твердое вещество. И оно такое до 0 градусов по Цельсию. При нормальных условиях! То есть лед.

Дальше энергия системы становится больше, чем энергия связи молекул между собой и вода переходит в жидкое состояние где она остается до 100 градусов цельсия. То есть это некоторое промежуточное состояние когда скорость молекул такая, что образуется жидкость.

И вот уже после 100 градусов энергия системы становится достаточно большой, чтобы молекулы воды начали грубо говоря вылетать. Это и есть превращение в газ!

Но надо сказать кое-что важное, что все, что мы тут описали для воды это в нормальных условиях, то есть при давлении в одну атмосферу. Поднимитесь высоко в горы, и вода будет уже кипеть при гораздо более низких температурах. Если вы не знали, то на вершине Эвереста вода кипит всего при 68 градусах! Тут даже яйцо не сварить, так как белок сворачивается только при 85! Так вот для каждого вещества есть свои законы так называемых фазовых переходов, который зависит не только от температуры но и от давления.

Можно посмотреть на график для воды и тут много чего интересного!

Например, при давлении в 1 миллион атмосфер вода остается льдом даже при 500 градусах! Как вам такое — на льду можно и стейк поджарить! В центре нашей Земли давление кстати почти в 4 раза больше. Кроме того можно найти еще пару необычных мест. Например, точка где сходятся все три состояния около 0 градусов и при пониженном давлении около 10-ти милибар. Тут вообще вода одновременно и жидкость и газ и твердое вещество.

Или например при низком давлении можно перевести воду сразу изо льда в пар минуя жидкое состояние.

И для каждого такого фазового перехода есть свое определение — кристаллизация, плавление, испарение, конденсация и так далее!

Плазма

Но что случится если взять водяной пар и продолжить его нагревать?

В начале ничего особенного не произойдет, будет просто горячий газ, как в бане, когда камни поливаете водой. А что случилось бы если бы камни в парилке были бы температурой несколько десятков тысяч градусов? И вот тут мы наконец-то приходим к новому состоянию, то есть к плазме.

Давайте для простоты возьмем водяной пар в каком-то воображаемом замкнутом объеме. Сначала если нагреть водяной пар до достаточной температуры то молекулы воды сначала начнут разваливаться на кислород и водород! А если нагреть дальше, то уже скорость самих атомов становится такой большой, что они начинают как бы разваливается. Точнее не совсем разваливаться, от атомов начинают отделяться электроны.

И получается очень интересная ситуация, когда в некотором объеме появляется облако плазмы, которое содержит в себе кучу свободно летающих электронов, а так же положительно и отрицательно заряженных ионов.

Но как же происходит образование плазмы?

Все дело в так называемом лавинном эффекте. Возьмем уже упомянутый ранее объем газа. У нас там есть в основном свободно летающие атомы, которые сталкиваются друг с другом…

Так вот если нагревать, то скорость, а соответственно и энергию, этих свободных электронов и ионов увеличивается. Энергию конечно же можно вносить и не просто нагревом, а другим способои, например с помощью магнитного или электрического поля.

Представьте себе бильярдные шары, если они просто сталкиваются от удара кием, то они просто разлетаются и иногда попадаюь в лузы. Но вот если этому шару дать достаточно энергии, например выстрелить им из пушки, то все шары начинают разваливаться.

В результате, когда энергия, или скорость этих атомов становится больше какого-то порогового значения, то при столкновении с другими атомами газа, и из них рождаются ионы.

И получается настоящая цепная реакция, когда одни ионы начинают рождать все больше и больше себе подобных! Ну и в результате плазма как бы зажигается. И этот процесс называется ионизацией.

А энергия необходимая для ионизации плазмы индивидуальна для каждого конкретного химического элемента. Плазму можно поджечь не только из привычных нам газов вроде кислорода, или аргона, а например можно даже поджечь плазму из урана!

Ну а если вы помните наш крутой ролик о экстремальной ультрафиолетовой литографии, то там для получения нужного излучения с длинной в 13. 5 нанометров нужно было получать плазму олова!

И для того чтобы поджечь плазму олова в установках ASML лазер стрелял огромной энергией в жидкую каплю олова таким образом сразу ее ионизируя, то есть превращая в плазму.

И ровно таким же образом можно в теории поджечь воду! Только это будут именно молекулы воды. Всего-то надо нагреть ее до примерно 10 тысяч градусов!

Квазинейтральность

А вот тут мы зададим вам еще один интересный вопрос! Как вы думаете может огонь от обычной свечки проводить электричество?

При первом взгляде кажется, что нет, ведь обычно мы привыкли, что электричество проводят разные металлы — медь, алюминий и другие. Но при чем тут вообще огонь от свечки?

Но тот факт, что плазма — это фактически облако заряженных частиц дает плазме еще одно удивительное свойство.

В отличие от обычного газа, наличие в ней кучи свободных электронов и ионов позволяет плазме проводить электрический ток! И это рождает очень интересные явления. Это позволяет этой плазмой управлять!

Например, если поместить горящую свечку между двумя пластинами конденсатора, то через огонь спички начинает проскакивать искра! Более того сама форма пламени меняется — и оно как бы растягивается между пластинами конденсатора. Это именно следствие того, что там есть и положительные и отрицательные частички. Соответственно отрицательные притягиваются к положительной пластине конденсатора и наоборот. При этом если вы посмотрите на какие-то внутренние крошечные участки плазмы, то там может быть или много положительных или много отрицательных заояженных частиц. Однако, если вы возьмете плазму в большом объеме, и посчитаете все частицы, то заряд получится ноль. Это свойство называется квазинейтральностью плазмы.

И казалось бы обычный газ ведь тоже нейтральный, соответственно разницы особенно нет! Но квазинейтральность это уникальное для плазмы и именно оно отличает плазму от других систем, и в особенности от обычного газа!

И она открыла нам множество технологических возможностей. Вспоминайте наш материал о травлении и осаждении! Плазменное травление почти всегда используется в производстве процессоров именно благодаря возможности направлять и ускорять поток заряженных частиц.

Ну и конечно же нельзя забывать о старых добрых плазменных телевизорах,

где в каждом пикселе поджигали небольшой плазменный разряд смеси неона и ксенона. Интересно что в этих телевизорах плазма была источником ультрафиолетового света, который позволял пикселю, который был покрыт фосфором начинать светиться.

А сам материал был подобран таким образом, что какие-то пиксели светились красным, а какие-то синим и зеленым. Получается классический РГБ.

Или например неоновые трубки. В них используется определенные газы, которые светятся определенным светом.

Так что настоящий плазменный киберпанк уже очень давно был у нас у всех дома и на улицах!

В общем, плазма нашла очень широкое применение вообще во всех сферах человеческой жизни! Без нашего понимания того что такое плазма небыло бы никаких современных процессоров например.

Ну а в скором времени надеюсь, что и ITER запустят — Международный экспериментальный термоядерный реактор! Ведь там будет плазма температурой в 150 млн градусов!

Распространение и выводы

Но на самом деле плазма гораздо распространеннее в природе чем принято думать. Мы привыкли что в основном вокруг нас только 3 основных состояния вещества.

Ну окей иногда можно видеть плазму в виде огоня костра, или вспышку молнии, а кому-то из наших зрителей посчастливелось увидеть например северное сияние!

Но это все такие мелочи по сравнению с объемом жидкости или газа вокруг нас!

А вот нет!

Оказывается во всей вселенной 99.9% всего вещества находится именно в состоянии плазмы! И все из-за звезд. Каждая звезда — это просто огромный плазменный бульон разной массы, плотности и температуры!

И именно благодаря плазме, в конце концов мы с вами появились на Земле!

Сегодня мы с вами посмотрели на плазму, да и вообще глянули на другие основные агрегатные состояния вещества! Но вообще есть и другие! И они вообще взрывают мозг.

Мы ведь обсуждали что будет если нагреть пар, а что будет если уже нагреть саму плазму! Всего-то на 7 триллионов градусов.

Тут энергия становится так велика что начинают уже разваливаться сами ядра атомов на кварки! И получается кварк-глюонная плазма. И вы не поверите, но ее человечество тоже научилось получать!

Post Views: 3 566

Chem4Kids.

com: Материя: Плазма

Плазма во многом похожа на газы, но атомы отличаются, поскольку состоят из свободных электронов и ионов такого элемента, как неон (Ne). Вы не слишком часто встречаете встречающуюся в природе плазму, когда гуляете. Это не то, что регулярно происходит на Земле.

Если вы когда-нибудь слышали о северном сиянии или шаровой молнии, вы, возможно, знаете, что это разновидность плазмы. Для поддержания работы плазмы требуется особая среда. Они отличаются и уникальны от других состояний материи. Плазма отличается от газа тем, что состоит из групп по положительно и отрицательно заряженные частицы . В газообразном неоне все электроны связаны с ядром . В неоновой плазме электроны могут свободно перемещаться по системе.

В то время как естественная плазма не так часто встречается вокруг вас, искусственная плазма повсюду. Подумайте о люминесцентных лампах . Они не похожи на обычные лампочки. Внутри длинной трубки находится газ. Электричество течет по трубе при включении света. Электричество действует как источник энергии и заряжает газ. Эта зарядка и возбуждение атомов создает светящуюся плазму внутри колбы. Электричество помогает лишить молекулы газа их электронов.

Другой пример плазмы — неоновая вывеска. Как и флуоресцентные лампы, неоновые вывески представляют собой стеклянные трубки, наполненные газом. Когда свет включен, электричество проходит через трубку. Электричество заряжает газ и создает плазму внутри трубки. Плазма светится особым цветом в зависимости от того, какой газ находится внутри. Инертные газы обычно используются в знаках для создания различных цветов. В знаках используются благородные газы, такие как гелий (He), неон (Ne), аргон (Ar) и ксенон (Xe).

Вы также видите плазму, когда смотрите на

звезды . Звезды — это большие газовые шары при очень высоких температурах. Высокие температуры заряжают атомы и создают плазму. Звезды — хороший пример того, насколько сильно может быть разной температура плазмы. Люминесцентные лампы холодные по сравнению с действительно горячими звездами. Тем не менее, они по-прежнему являются обеими формами плазмы, даже с различными физическими характеристиками.

► СЛЕДУЮЩАЯ СТРАНИЦА ПО ДЕЛУ
► СЛЕДУЮЩАЯ ОСТАНОВКА ОБЗОР ОБЪЕКТА
► ВИКТОРИНА ПО СОСТОЯНИЮ ВЕЩЕСТВ
► ВЕРНУТЬСЯ НА НАЧАЛО СТРАНИЦЫ

► Или выполните поиск на сайтах. ..

Что такое плазма? (Видео Университета Мичигана)

Британская энциклопедия: Плазма
Википедия: Физика плазмы
Encyclopedia.com: Плазма

Обзор
штатов
Изменение фазы I
Фазовый переход II
Химико-физический
Твердые вещества
Жидкости
Газы
Испарение
Плазма
БЭ Конденсат
Смеси I
Смеси II
Решения I
Решения II
Смесь Пример.

Плазма | Физика, состояние вещества и факты

Ключевые люди:: Лев Давидович Ландау Ханнес Альфвен

Похожие темы:: магнитное число Рейнольдса плазменные колебания щипковый эффект кварк-глюонная плазма радиолокационный метод некогерентного рассеяния

См. все связанные материалы →

плазма , в физике электропроводящая среда, в которой имеется примерно равное количество положительно и отрицательно заряженных частиц, образующихся при ионизации атомов газа. Его иногда называют четвертым состоянием вещества, отличным от твердого, жидкого и газообразного состояний.

Отрицательный заряд обычно переносится электронами, каждый из которых имеет одну единицу отрицательного заряда. Положительный заряд обычно несут атомы или молекулы, у которых отсутствуют те самые электроны. В некоторых редких, но интересных случаях электроны, отсутствующие в атоме или молекуле одного типа, присоединяются к другому компоненту, в результате чего плазма содержит как положительные, так и отрицательные ионы. Самый крайний случай этого типа возникает, когда небольшие, но макроскопические частицы пыли заряжаются в состоянии, называемом пылевой плазмой. Уникальность состояния плазмы обусловлена важностью электрических и магнитных сил, действующих на плазму, в дополнение к таким силам, как гравитация, влияющим на все формы материи.

Поскольку эти электромагнитные силы могут действовать на больших расстояниях, плазма будет действовать коллективно почти как жидкость, даже если частицы редко сталкиваются друг с другом.

Почти вся видимая материя во Вселенной существует в состоянии плазмы, встречаясь преимущественно в этой форме на Солнце и в звездах, а также в межпланетном и межзвездном пространстве. Полярные сияния, молнии и сварочные дуги также являются плазмой; плазма существует в неоновых и люминесцентных лампах, в кристаллической структуре металлических тел и во многих других явлениях и объектах. Сама Земля погружена в разреженную плазму, называемую солнечным ветром, и окружена плотной плазмой, называемой ионосферой.

Плазма может быть получена в лаборатории путем нагревания газа до чрезвычайно высокой температуры, которая вызывает такие сильные столкновения между его атомами и молекулами, что электроны вырываются на свободу, давая необходимые электроны и ионы. Аналогичный процесс происходит внутри звезд.

В космосе доминирующим процессом образования плазмы является фотоионизация, при которой фотоны солнечного или звездного света поглощаются существующим газом, вызывая испускание электронов. Поскольку Солнце и звезды светят непрерывно, практически все вещество в таких случаях ионизируется, и говорят, что плазма полностью ионизирована. Однако это не обязательно, так как плазма может быть ионизирована лишь частично. Полностью ионизированная водородная плазма, состоящая исключительно из электронов и протонов (ядер водорода), является наиболее элементарной плазмой.

Современная концепция состояния плазмы возникла недавно, только в начале 1950-х годов. Его история переплетается со многими дисциплинами. Три основные области исследований внесли уникальный ранний вклад в развитие физики плазмы как дисциплины: электрические разряды, магнитогидродинамика (в которой изучается проводящая жидкость, такая как ртуть) и кинетическая теория.

Интерес к явлениям электрического разряда восходит к началу 18-го века, к трем английским физикам — Майклу Фарадею в 1830-х годах и Джозефу Джону Томсону и Джону Сили Эдварду Таунсенду на рубеже 19-го века. век — заложив основы современного понимания явлений. Ирвинг Ленгмюр ввел термин «плазма» в 1923 году при исследовании электрических разрядов. В 1929 г. он и Льюи Тонкс, еще один физик, работавший в Соединенных Штатах, использовали этот термин для обозначения тех областей разряда, в которых могут происходить определенные периодические изменения отрицательно заряженных электронов. Они назвали эти колебания плазменными колебаниями, а их поведение указывало на поведение желеобразного вещества. Не раньше 19Однако в 52 году два других американских физика, Дэвид Бом и Дэвид Пайнс, впервые рассмотрели коллективное поведение электронов в металлах в отличие от поведения в ионизированных газах, общая применимость концепции плазмы была полностью оценена.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.

Подписаться сейчас

Коллективное поведение заряженных частиц в магнитных полях и концепция проводящей жидкости неявно отражены в магнитогидродинамических исследованиях, основы которых были заложены в начале и середине 1800-х годов Фарадеем и Андре-Мари Ампером из Франции. Не раньше 19Однако в 30-х годах, когда открывались новые солнечные и геофизические явления, рассматривались многие основные проблемы взаимодействия ионизированных газов с магнитными полями. В 1942 году шведский физик Ханнес Альфвен ввел понятие магнитогидродинамических волн. Этот вклад, наряду с его дальнейшими исследованиями космической плазмы, привел к получению Альфвеном Нобелевской премии по физике в 1970 году.

Узнайте, как работает лазер PHELIX

Посмотреть все видео к этой статье

Эти два отдельных подхода — изучение электрических разрядов и изучение поведения проводящих жидкостей в магнитных полях — были объединены введением кинетической теории состояния плазмы. Эта теория утверждает, что плазма, как и газ, состоит из частиц, находящихся в хаотичном движении, взаимодействие которых может осуществляться посредством электромагнитных сил дальнего действия, а также посредством столкновений. В 1905 г. голландский физик Хендрик Антон Лоренц применил кинетическое уравнение для атомов (формулировка австрийского физика Людвига Эдуарда Больцмана) к поведению электронов в металлах.