Fyzika je velmi zajímavá věda. Někdy obsahuje takové pojmy, o kterých jsme slyšeli, ale nemáme reálnou představu. A dnes, v době rozvoje špičkových technologií, pojem plazma, nebo jinak řečeno ionizovaný plyn, stále častěji sklouzává. Mnozí, kteří právě slyší toto slovo, jsou vyděšeni a ani se nesnaží zjistit, co to znamená. Vše je ale velmi jednoduché a v tomto článku vám řekneme, co je to ionizovaný plyn a jaké má vlastnosti.
Než vám poskytneme podrobné a komplexní informace, udělejme krátkou odbočku do historie.
Historie
Plazma neboli čtvrté skupenství hmoty bylo objeveno v roce 1879 Williamem Crookesem během experimentů zahrnujících galvanický oblouk. Následně vznikla celá věda, která se nazývá fyzika plazmatu. Kde se vzala celá věda a proč je potřeba? Jde o to, že studium plazmatu našlo velké uplatnění v různých oblastech vědy a techniky. Ale o tom si povíme trochu později. A nyní něco málo o podstatě konceptu „ionizovaného plynu“.
Co je plazma?
Toto slovo přišlo do ruštiny z řečtiny. Znamená „zformovaný“, „vyrobený“. A nejsou to prázdná slova. jakje známo, že běžný plyn má podobu nádoby, kde se nachází (stejně jako voda). Proto je chaotický a nemá jasnou formu. Plazma je však úplně jiná. Není divu, že se mu říká čtvrté skupenství hmoty. Od všech ostatních států se radikálně liší svými speciálními vlastnostmi. Faktem je, že všechny atomy, které tvoří plazma, mají kladný nebo záporný náboj.
Než budeme mluvit o tom, jak se plazma získává a kde se používá, rozeberme aspekty teorie fyziky plazmatu, protože nám bude velmi užitečná pro další vyprávění.
Teorie plazmy
Ve školním kurzu chemie je hodně času věnováno roztokům a částicím, které se v nich nacházejí. Tyto nabité částice mají jedinečné vlastnosti a určují mnoho fyzikálních a chemických charakteristik různých systémů „rozpouštědlo-rozpouštědlo“. Ionty (nabité částice v roztoku) však existují nejen ve vodním prostředí.
Jak se ukázalo, plyn může ionizovat a vytvářet atomy s kladným nebo záporným nábojem. To se může stát v procesu vyřazení elektronu z atomu vnějšími silami. Vyvržený elektron může také narazit do nějakého jiného atomu a „vyrazit“další elektron. Ale může nastat i opačná situace: elektron může vletět do iontu a znovu vytvořit neutrální atom. A všechny tyto procesy neustále probíhají v plazmě. Při absenci vnějších sil, které by ji podpořily, je dost nestabilní.
Plazma se získává především velmi jednoduchým způsobem, dostupným každému z nás doma: průchodem plynu vysokonapěťovým elektrickým obloukem. Čím vyšší je teplota oblouku, tím více zahřátého plazmatu získáme na výstupu. Čím vyšší je napětí na jeho kontaktech, tím více ionizovaného plynu se poté získá.
Plazmu lze také rozdělit na několik typů. O tom, co je plazma (ionizovaný plyn) se dozvíte v další části.
Typy plazmy
Podle původu lze ionizovaný plyn rozdělit na umělý a přírodní. Na první pohled je vše jasné, člověk si snadno vytvoří plazmu a využije ji pro své účely (například neonové lampy, lasery, řízená termonukleární fúze). A jaké plazma se v přírodě vyskytuje? Jeho nejznámějším projevem je blesk.
Ionizovaný plyn může zahrnovat i jev jako polární záře, který ne všichni obyvatelé Země mají to štěstí pozorovat. Také sluneční vítr, který existuje ve vesmíru, je čtvrtým skupenstvím hmoty. Pokud vezmeme v úvahu plazmu v širším slova smyslu, ukáže se, že jí patří celý vesmír.
Plazmu lze také rozdělit podle její teploty. Jak víte, čím je plyn teplejší, tím aktivnější je pohyb molekul v něm a tím vyšší je jeho energie. Protože plazma je také plyn, platí tato tvrzení i pro ni. Počínaje teplotou ionizovaného plynu se tedy dělí na horký (teplotamilión K a více) a chlad (respektive teplota je nižší než milión K).
Je tu ještě jeden ukazatel – stupeň ionizace. Ukazuje, jaké procento atomů v plazmatu se rozpadlo na ionty. Podle tohoto ukazatele se rozlišuje vysoce ionizovaný plyn a nízko ionizovaný plyn. Je také součástí jedné z obecně uznávaných klasifikací.
Závěr
Plazma není tak těžké pochopit. Potíže začínají jeho hlubším studiem. Ale takhle se dá dívat na cokoli. Konkrétně jsme se nedotkli matematických výpočtů, abychom co nejpodrobněji vysvětlili podstatu tohoto konceptu. Fyzika je velmi zajímavá věda a je nutné ji studovat, už proto, že nás obklopuje ve všem a všude. A náš článek to má dokázat, protože plazma je všude kolem nás, jen někdy nechápeme hlubokou podstatu jevů s ní spojených.
