פיזיקה היא מדע מעניין מאוד. לפעמים הוא מכיל מושגים כאלה ששמענו עליהם, אבל אין לנו מושג אמיתי. והיום, בעידן הפיתוח הטכנולוגי הגבוה, המושג פלזמה, או במילים אחרות, גז מיונן, מחליק יותר ויותר. רבים, שרק שומעים את המילה הזו, מפוחדים, ואפילו לא מנסים לברר מה זה אומר. אבל הכל מאוד פשוט, ובמאמר זה נספר לכם מהו גז מיונן ואיזה תכונות יש לו.
לפני שאנו נותנים לך מידע מפורט ומקיף, בואו ניקח סטיה קצרה אל ההיסטוריה.
היסטוריה
פלזמה, או המצב הרביעי של החומר, התגלתה ב-1879 על ידי וויליאם קרוקס במהלך ניסויים שכללו קשת וולטאית. לאחר מכן, נוצר מדע שלם, שנקרא פיזיקת פלזמה. מאיפה בא המדע כולו ומדוע הוא נחוץ? העניין הוא שחקר הפלזמה מצא יישום נהדר בתחומים שונים של מדע וטכנולוגיה. אבל נדבר על זה קצת מאוחר יותר. ועכשיו קצת על מהות המושג "גז מיונן".
מה זה פלזמה?
המילה הזו הגיעה לרוסית מיוונית. זה אומר "נוצר", "נעשה". ואלה לא מילים ריקות. אֵיךידוע שגז רגיל לובש את צורת הכלי שבו הוא נמצא (בדיוק כמו מים). לכן הוא כאוטי ואין לו צורה ברורה. עם זאת, פלזמה שונה לחלוטין. לא פלא שזה נקרא המצב הרביעי של החומר. הוא שונה באופן קיצוני מכל המדינות האחרות בתכונות המיוחדות שלו. העובדה היא שלכל האטומים המרכיבים את הפלזמה יש מטען חיובי או שלילי.
לפני שנדבר על איך מתקבלת פלזמה והיכן היא משמשת, בואו ננתח היבטים של תורת הפיזיקה של פלזמה, כי היא תהיה שימושית מאוד עבורנו להמשך קריינות.
תורת הפלזמה
בקורס הכימיה הבית ספרי מוקדש זמן רב לתמיסות ולחלקיקים שיש בהם. לחלקיקים טעונים אלו תכונות ייחודיות וקובעים רבים מהמאפיינים הפיזיקליים והכימיים של מערכות שונות של "מומס-ממס". עם זאת, יונים (חלקיקים טעונים בתמיסה) קיימים לא רק בסביבה המימית.
כפי שהתברר, הגז יכול ליינן וליצור אטומים עם מטען חיובי או שלילי. זה יכול לקרות בתהליך של הוצאת אלקטרון מאטום על ידי כוחות חיצוניים. האלקטרון הנפלט יכול גם להתרסק לתוך אטום אחר ו"להפיל" אלקטרון אחר. אבל המצב ההפוך יכול להתרחש גם: אלקטרון יכול לעוף לתוך יון ושוב ליצור אטום ניטרלי. וכל התהליכים האלה מתרחשים כל הזמן בפלזמה. הוא די לא יציב בהיעדר כוחות חיצוניים שיתמכו בו.
פלזמה מתקבלת בעיקר בצורה פשוטה מאוד, זמינה לכל אחד מאיתנו בבית: על ידי העברת גז דרך קשת חשמלית במתח גבוה. ככל שטמפרטורת הקשת גבוהה יותר, כך נקבל יותר פלזמה מחוממת במוצא. ככל שהמתח במגעים שלו גבוה יותר, כך מתקבל יותר גז מיונן לאחר.
ניתן לחלק את הפלזמה לכמה סוגים. תלמדו על מהי פלזמה (גז מיונן) בסעיף הבא.
סוגי פלזמה
לפי מקור, ניתן לחלק גז מיונן למלאכותי וטבעי. עם התצוגה הראשונה, הכל ברור, אדם יוצר בקלות פלזמה ומשתמש בה למטרות שלו (לדוגמה, מנורות ניאון, לייזרים, היתוך תרמו-גרעיני מבוקר). ואיזה סוג פלזמה מתרחשת בטבע? הביטוי המפורסם ביותר שלו הוא ברק.
הגז המיונן יכול לכלול גם תופעה כמו הזוהר הצפוני, שלא לכל תושבי כדור הארץ יש המזל להתבונן. כמו כן, רוח השמש, הקיימת בחלל החיצון, היא המצב הרביעי של החומר. אם ניקח בחשבון פלזמה במובן רחב יותר, מסתבר שכל החלל החיצון שייך לה.
ניתן לחלק את הפלזמה בטמפרטורה שלה. כידוע, ככל שהגז חם יותר, כך תנועת המולקולות בו פעילה יותר והאנרגיה שלו גבוהה יותר. מכיוון שגם פלזמה היא גז, ההצהרות הללו נכונות גם לגביו. לפיכך, החל מהטמפרטורה של הגז המיונן, הוא מחולק לחום (טמפרטורהמיליון K ומעלה) וקר (בהתאמה, הטמפרטורה היא פחות ממיליון K).
יש עוד אינדיקטור אחד - מידת היינון. זה מראה איזה אחוז מהאטומים בפלזמה התפרקו ליונים. על פי אינדיקטור זה, מבדילים בין גז מיונן גבוה וגז מיונן נמוך. הוא כלול גם באחד מהסיווגים המקובלים.
מסקנה
פלזמה זה לא דבר כל כך קשה להבנה. קשיים מתחילים במחקר מעמיק יותר שלו. אבל ככה אפשר להסתכל על כל דבר. ספציפית לא נגענו בחישובים מתמטיים כדי להסביר את מהות המושג הזה בפירוט רב ככל האפשר. פיזיקה היא מדע מאוד מעניין, ויש צורך ללמוד אותה, ולו רק בגלל שהיא מקיפה אותנו בכל דבר ובכל מקום. והמאמר שלנו נועד להוכיח זאת, כי פלזמה נמצאת בכל מקום סביבנו, רק לפעמים אנחנו לא מבינים את המהות העמוקה של התופעות הקשורות בה.
