Plasmo

Ĉi tiu artikolo temas pri stato de materio. Por informoj pri la likva parto de sango, vidu la artikolon sangoplasmo.

En fiziko kaj ĥemio, plasmo (Malnovgreka: πλάσμα, kiu ŝanĝas formon) estas stato de materio konsistanta el gaso, kies partikloj estas parte jonigitaj. Alivorte, plasmo konsistas el jonoj, atomaj nukleoj kaj elektronoj, kiuj moviĝas libere.^[1]

Oni ofte apartigas tiun ĉi staton disde la aliaj, ĉar la ne-neglektinda kvanto da ŝargitaj partikloj en la gaso igas ĝin kapabla kondukti elektron. La plasmo havas karakterizaĵojn, kiuj ne okazas en solidoj, likvaĵoj aŭ gasoj, do ĝi estas konsiderata alia stato de materio (foje nomata "la kvara materistato" ^[2]).

Simile al gaso, plasmo ne posedas propran formon nek volumenon; tamen, malsimile al gaso, ĉe ŝaltado de magneta kampo ĝi kapablas konsistigi fadenojn aŭ faskojn. Populare konataj ekzemploj de plasmo estas fulmoj kaj steloj. FAkte ĝi estas la plej abunda formo de ordinara materio en la universo, asocia ĉefe al steloj, inklude la Sunon. ^[3]^[4]^[5]^[6] Plasmo povas esti artefarite generita varmigante neŭtran gason aŭ metante ĝin sub forta elektromagneta kampo.^[7]

Historio

La fako de fiziko konata kiel plasmofiziko naskiĝis fine de la 19-a jarcento kiel la kuniĝpunkto de du apartaj esplorfadenoj.

Ĉe unu flanko, en Britio, pro la pionira laboro de la fizikisto Michael Faraday jam estis komencinta la scienca studado de elektraj malŝarĝoj, kiun pludaŭrigis Joseph John Thomson, William Crookes kaj Sealy Edward Townsend. Plasmo mem estis unue vidita en tubo de Crookes, kaj estis priskribita de William Crookes en 1879 kun la nomo "radianta materio". Ĝia konsisto estis klarigita de la brita fizikisto J.J. Thomson en 1897. En 1923 Irving Langmuir kiel unua rimarkis, ke la jonigitaj gasoj kiuj estiĝas okaze de malŝarĝo reagas unuece al eleksteraj stimuloj - kio estas unu el la ĉefaj trajtoj de plasmoj, laŭ la nuntempa difino. Ĉar tiu ĉi eco pensigis lin pri la sangoplasmo, en 1928 Langmuir elektis la nomon "plasmo" por tiuj jonigitaj gasoj.^[8] Lewi Tonks kaj Harold Mott-Smith, kiuj laboris kun Langmuir en la 1920-aj jaroj, memoris, ke Langmuir uzis por la unua fojo tiun terminon pro analogio kun la sangoplasmo.^[9]^[10]

Ĉe la alia flanko, dum kelkaj jardekoj floradis la studado de la sinteno de elektrokonduktaj fluaĵoj sub la influo de elektromagnetaj kampoj; la iniciatintoj de tiu ĉi fako, magnetofluidodinamiko, estis Michael Faraday kaj André-Marie Ampère. Komence de la 20-a jarcento, magnetofluidodinamiko ebligis detalan studadon de la Suno kaj de la ĉirkaŭtera jonosfero. Ekzemple, en 1942 la sveda fizikisto Hannes Alfvén priskribis la tiel nomatajn ondojn de Alfvén, pro kio li gajnis la Nobelpremion pri Fiziko en 1970 - tiel iĝante la unika plasmofizikisto, kiu ĝis nun ricevis la Nobelpremion.

Post la dua mondmilito, la kreskiĝanta intereso pri fuzio reakciujoj por la produktado de verda, sekura kaj malmultekosta energio kuntrenis rimarkinda antaŭenpuŝo al plasmofiziko, kiu ludas kernan rolon en la kompreno pri la sinteno de gasoj je altegaj temperaturoj.

Ĉefe pro tio, sed ankaŭ pro siaj fortaj ligoj kun astrofiziko, hodiaŭ plasmofiziko estas plenkreskinta kaj pluevoluiĝanta fako.

Difinoj

La kvara stato de la materio

Plasmo estas la kvara stato de la materio post solido, likvo kaj gaso.^[11]^[12]^[13] Temas pri materistato en kiu substanco ionigita iĝas tre alte konduktanta de elektro ĝis la punkto ke la elektraj kaj magnetaj kampoj grandatingaj dominas ĝian konduton.^[14]^[15] Plasmo estas tipa medio elektre preskaŭneŭtrala de pozitivaj kaj negativaj partikloj neligitaj, tio estas, la totala ŝarĝo de plasmo estas proksimume nulo. Kvankam tiuj partikloj ne estas ligitaj, ne estas "liberaj" en la senco ke ili ne suferas fortojn. La partikloj ŝarĝitaj en movado generas elektrajn kurentojn, kaj ajna movado de unu partiklo de plasmo ŝarĝita tuŝas kaj tuŝatas de la kampoj kreitaj de la aliaj ŝarĝoj. Siavice, tiu regas la kolektivan konduton kun multaj gradoj de variado.^[16]^[17]

Plasmo distingiĝas disde la ceteraj materistatoj. Pli precize, priskribi plasmon de malalta denseco kiel simpla "ionigita gaso" estas erara kaj konfuziga, spite ke ĝi estas simila al la gasa fazo en la senco ke ambaŭ ne prenas difinitajn formon aŭ volumenon.

Ideala plasmo

Neneŭtra plasmo

Polva plasmo

Ekzempleroj de plasmo

Plasmo estas la plej kutima materifazo en la universo, kaj laŭ maso kaj laŭ volumeno. Oni ofte asertas, ke pli ol 99% el la videbla maso en la universo konsistas el plasmo. Tio ŝuldiĝas esence al la fakto, ke lumo venas el steloj, kiuj konsistas el plasmo kun temperaturo tiom alta, ke la radiado okazas je ondolongoj videblaj de homaj okuloj. La plejparto el la konata, ordinara materio (faklingve, barionoj) konsistas tamen el intergalaksia medio, kiu ankaŭ estas plasmo, kvankam pro la pli alta temperaturo ĝi plejparte dissendas lumon sub formo de X-radioj, nevideblaj nudokule.

En la sunsistemo, preskaŭ la tutan neplasman materion posedas la planedo Jupitero, kiu tamen havas nur 0,1% el la suma maso de la sistemo.

Estas rimarkinde, ke etaj materieroj en plasmo emas ŝargiĝi malpozitive, kaj efektive roli kiel aparte malpozitivaj jonigitaj partikloj de la plasmo mem.

Bildaro

Hall-efika pelilo.
Suna plasmo.
Plasmetendo.
Plasmo en tokamako
Laboratoria plasmo.

Referencoj

↑ Liddell, Henry George; Scott, Robert (1940). "πλάσμα". A Greek-English Lexicon. Clarendon Press. Alirita la 10an de Februaro 2023.
↑ Plasma (hispane). Alirita 28-a de oktobro 2011.
↑ Chu, P.K.; Lu, XinPel (2013). Low Temperature Plasma Technology: Methods and Applications. CRC Press. p. 3. ISBN 978-1-4665-0990-0.
↑ Piel, A. (2010). Plasma Physics: An Introduction to Laboratory, Space, and Fusion Plasmas. Springer. pp. 4–5. ISBN 978-3-642-10491-6. Archived from the original on 5 January 2016.
↑ Phillips, K. J. H. (1995). Guide to the Sun. Cambridge University Press. p. 295. ISBN 978-0-521-39788-9. Archived from the original on 15 January 2018.
↑ Aschwanden, M. J. (2004). Physics of the Solar Corona. An Introduction. Praxis Publishing. ISBN 978-3-540-22321-4.
↑ Chiuderi, C.; Velli, M. (2015). Basics of Plasma Astrophysics. Springer. p. 17. ISBN 978-88-470-5280-2.
↑ Langmuir, I. (1928). "Oscillations in Ionized Gases". Proceedings of the National Academy of Sciences. 14 (8): 627–637. Bibcode:1928PNAS...14..627L. doi:10.1073/pnas.14.8.627. PMC 1085653. PMID 16587379.
↑ Tonks, Lewi (1967). «The birth of "plasma"». American Journal of Physics 35 (9): 857-858. Bibcode:1967AmJPh..35..857T. doi:10.1119/1.1974266.
↑ Brown, Sanborn C. (1978). «Chapter 1: A Short History of Gaseous Electronics». En Hirsh, Merle N.; Oskam, H. J., eld. Gaseous Electronics 1. Academic Press. ISBN 978-0-12-349701-7. Arkivita el la originalo la 23an de oktobro 2017.
↑ Frank-Kamenetskii, David A. (1972). Plasma-The Fourth State of Matter (en angla) (3a eldono). New York: Plenum Press. ISBN 9781468418965. Arkivita el originalo la 15an de januaro 2018.
↑ Yaffa Eliezer, Shalom Eliezer, the Fourth State of Matter: An Introduction to the Physics of Plasma, Publisher: Adam Hilger, 1989, ISBN 978-0-85274-164-1, 226 paĝoj, paĝo 5
↑ Bittencourt, J.A. (2004). Fundamentals of Plasma Physics. Springer. p. 1. ISBN 9780387209753. Arkivita el originalo la 2an de februaro 2017.
↑ Chen, Francis F. (1984). Introduction to Plasma Physics and controlled fusion. Springer International Publishing. pp. 2-3. ISBN 9781475755954. Arkivita el la originalo la 15an de januaro 2018.
↑ Freidberg, Jeffrey P. (2008). Plasma Physics and Fusion Energy. Cambridge University Press. p. 121. ISBN 9781139462150. Arkivita el la originalo la 24an de decembro 2016.
↑ Sturrock, Peter A. (1994). Plasma Physics: An Introduction to the Theory of Astrophysical, Geophysical & Laboratory Plasmas. Cambridge University Press. ISBN 0521448107.
↑ Hazeltine, R.D.; Waelbroeck, F.L. (2004). The Framework of Plasma Physics. Westview Press. ISBN 978-0-7382-0047-7.

Literaturo

Bittencourt, J. A. (2004). Fundamentals of plasma physics (en angla). Ilustrita (3a eldono). Springer. p. 678. ISBN 9780387209753. Konsultita la 28an de oktobro 2011.
Chen, Francis F. (1984). Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion: Plasma physics (en angla) 1. Ilustrita, represita (2a eldono). Springer. p. 421. ISBN 9780306413322. Konsultita la 28an de oktobro 2011.
Sturrock, P. A. (1994). Plasma physics: an introduction to the theory of astrophysical, geophysical, and laboratory plasmas (en angla). Ilustrada (3a eldono). Cambridge University Press. p. 335. ISBN 9780521448109. Konsultita la 28an de oktobro 2011.

Vidu ankaŭ

Kategorio Plasmo en la Vikimedia Komunejo (Multrimedaj datumoj)

Eksteraj ligiloj

Plasmas: the Fourth State of Matter Arkivigite je 2019-09-30 per la retarkivo Wayback Machine
Introduction to Plasma Physics: Graduate course given by Richard Fitzpatrick|M.I.T. Enkonduko de I.H.Hutchinson
Plasma Material Interaction
Kiel fari bulon de plasmo en mikroonda forno el vinbero Arkivigite je 2005-09-06 per la retarkivo Wayback Machine|More (Video) Arkivigite je 2006-05-03 per la retarkivo Wayback Machine
OpenPIC3D – 3D Hybrid Particle-In-Cell simulation of plasma dynamics
Plasma Formulary Interactive

Ĉi tiu artikolo ankoraŭ estas ĝermo.

Helpu al Vikipedio plilongigi ĝin. Se jam ekzistas alilingva samtema artikolo pli disvolvita, traduku kaj aldonu el ĝi (menciante la fonton). Bonvolu aldoni parametron por plibone kategoriigi la paĝon.

Bibliotekoj

[1] Liddell, Henry George; Scott, Robert (1940). "πλάσμα". A Greek-English Lexicon. Clarendon Press. Alirita la 10an de Februaro 2023.

[2] Plasma (hispane). Alirita 28-a de oktobro 2011.

[3] Chu, P.K.; Lu, XinPel (2013). Low Temperature Plasma Technology: Methods and Applications. CRC Press. p. 3. ISBN 978-1-4665-0990-0.

[4] Piel, A. (2010). Plasma Physics: An Introduction to Laboratory, Space, and Fusion Plasmas. Springer. pp. 4–5. ISBN 978-3-642-10491-6. Archived from the original on 5 January 2016.

[5] Phillips, K. J. H. (1995). Guide to the Sun. Cambridge University Press. p. 295. ISBN 978-0-521-39788-9. Archived from the original on 15 January 2018.

[6] Aschwanden, M. J. (2004). Physics of the Solar Corona. An Introduction. Praxis Publishing. ISBN 978-3-540-22321-4.

[7] Chiuderi, C.; Velli, M. (2015). Basics of Plasma Astrophysics. Springer. p. 17. ISBN 978-88-470-5280-2.

[8] Langmuir, I. (1928). "Oscillations in Ionized Gases". Proceedings of the National Academy of Sciences. 14 (8): 627–637. Bibcode:1928PNAS...14..627L. doi:10.1073/pnas.14.8.627. PMC 1085653. PMID 16587379.

[9] Tonks, Lewi (1967). «The birth of "plasma"». American Journal of Physics 35 (9): 857-858. Bibcode:1967AmJPh..35..857T. doi:10.1119/1.1974266.

[10] Brown, Sanborn C. (1978). «Chapter 1: A Short History of Gaseous Electronics». En Hirsh, Merle N.; Oskam, H. J., eld. Gaseous Electronics 1. Academic Press. ISBN 978-0-12-349701-7. Arkivita el la originalo la 23an de oktobro 2017.

[11] Frank-Kamenetskii, David A. (1972). Plasma-The Fourth State of Matter (en angla) (3a eldono). New York: Plenum Press. ISBN 9781468418965. Arkivita el originalo la 15an de januaro 2018.

[12] Yaffa Eliezer, Shalom Eliezer, the Fourth State of Matter: An Introduction to the Physics of Plasma, Publisher: Adam Hilger, 1989, ISBN 978-0-85274-164-1, 226 paĝoj, paĝo 5

[13] Bittencourt, J.A. (2004). Fundamentals of Plasma Physics. Springer. p. 1. ISBN 9780387209753. Arkivita el originalo la 2an de februaro 2017.

[14] Chen, Francis F. (1984). Introduction to Plasma Physics and controlled fusion. Springer International Publishing. pp. 2-3. ISBN 9781475755954. Arkivita el la originalo la 15an de januaro 2018.

[15] Freidberg, Jeffrey P. (2008). Plasma Physics and Fusion Energy. Cambridge University Press. p. 121. ISBN 9781139462150. Arkivita el la originalo la 24an de decembro 2016.

[16] Sturrock, Peter A. (1994). Plasma Physics: An Introduction to the Theory of Astrophysical, Geophysical & Laboratory Plasmas. Cambridge University Press. ISBN 0521448107.

[17] Hazeltine, R.D.; Waelbroeck, F.L. (2004). The Framework of Plasma Physics. Westview Press. ISBN 978-0-7382-0047-7.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]