ప్లాస్మా - రకాలు, లక్షణాలు మరియు పారామితులు

ప్లాస్మా అనేది పదార్థం యొక్క నాల్గవ స్థితి - ఎలక్ట్రాన్లు, అలాగే ధనాత్మకంగా మరియు ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన అయాన్లు, ఒకదానికొకటి విద్యుత్ ఛార్జీలను దాదాపుగా పూర్తిగా సమతుల్యం చేసే అధిక అయనీకరణ వాయువు. ఫలితంగా, మేము ప్లాస్మా యొక్క ఏదైనా చిన్న వాల్యూమ్‌లో మొత్తం ఛార్జ్‌ను లెక్కించడానికి ప్రయత్నిస్తే, అది సున్నా అవుతుంది. ఈ లక్షణం ప్లాస్మాను ఎలక్ట్రాన్ మరియు అయాన్ కిరణాల నుండి వేరు చేస్తుంది. ప్లాస్మా యొక్క ఈ లక్షణాన్ని క్వాసి-న్యూట్రాలిటీ అంటారు.

దీని ప్రకారం (నిర్వచనం ఆధారంగా), ప్లాస్మా దాని వాల్యూమ్‌లోని చార్జ్డ్ కణాల సంఖ్య యొక్క నిష్పత్తిని దాని మొత్తం కణాల సంఖ్యకు అయనీకరణ స్థాయి ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది:

• బలహీనంగా అయనీకరణం చేయబడిన ప్లాస్మా (అయోనైజ్డ్ కణాల వాల్యూమ్ యొక్క శాతంలో భాగం);

• మధ్యస్తంగా అయనీకరణం చేయబడిన ప్లాస్మా (కణ పరిమాణంలో కొన్ని శాతం అయనీకరణం చేయబడింది);

• అధిక అయనీకరణం (వాయువు వాల్యూమ్‌లోని దాదాపు 100% కణాలు అయనీకరణం చేయబడ్డాయి).

ప్లాస్మా రకాలు - అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు గ్యాస్ ఉత్సర్గ

ప్లాస్మా అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు వాయువు విడుదల కావచ్చు. మొదటిది అధిక ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులలో మాత్రమే సంభవిస్తుంది, రెండవది - వాయువులోకి పలుచన సమయంలో.మీకు తెలిసినట్లుగా, ఒక పదార్ధం పదార్థం యొక్క నాలుగు స్థితులలో ఒకటిగా ఉంటుంది: మొదటిది ఘనమైనది, రెండవది ద్రవం మరియు మూడవది వాయువు. మరియు అధిక వేడి చేయబడిన వాయువు తదుపరి స్థితికి వెళుతుంది - ప్లాస్మా స్థితి, కాబట్టి ఇది ప్లాస్మా, ఇది పదార్థం యొక్క నాల్గవ స్థితిగా పరిగణించబడుతుంది.

ప్లాస్మా వాల్యూమ్‌లో కదిలే వాయువు కణాలు ఉన్నాయి విద్యుత్ ఛార్జ్అందువల్ల, ప్లాస్మా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిర్వహించేందుకు అన్ని పరిస్థితులు ఉన్నాయి. సాధారణ పరిస్థితులలో, స్థిరమైన ప్లాస్మా స్థిరమైన బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని కాపాడుతుంది, ఎందుకంటే ఈ సందర్భంలో విద్యుత్ ఛార్జీల యొక్క ప్రాదేశిక విభజన దాని వాల్యూమ్ లోపల జరుగుతుంది. కానీ ప్లాస్మా యొక్క చార్జ్ చేయబడిన కణాలు నిర్దిష్టమైన, సంపూర్ణ సున్నా, ఉష్ణోగ్రత నుండి భిన్నమైన పరిస్థితులలో ఉన్నందున, పాక్షిక-తటస్థత దాని కంటే చిన్న స్థాయిలో ఉల్లంఘించినప్పుడు కనీస దూరం ఉంటుంది.

వేగవంతమైన విద్యుత్ క్షేత్రంలో, గ్యాస్-డిచ్ఛార్జ్ ప్లాస్మా యొక్క చార్జ్డ్ కణాలు వేర్వేరు సగటు గతి శక్తులను కలిగి ఉంటాయి. ఎలక్ట్రాన్ వాయువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత ప్లాస్మా లోపల అయాన్ వాయువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత నుండి భిన్నంగా ఉంటుందని ఇది మారుతుంది; కాబట్టి, గ్యాస్-డిశ్చార్జ్ ప్లాస్మా సమతౌల్యంలో ఉండదు మరియు దీనిని నాన్-ఈక్విలిబ్రియం లేదా నాన్-ఐసోథర్మల్ ప్లాస్మా అంటారు.

వాయు-ఉత్సర్గ ప్లాస్మా యొక్క చార్జ్డ్ రేణువుల సంఖ్య వాటి పునఃకలయిక ప్రక్రియలో తగ్గుతుంది కాబట్టి, విద్యుత్ క్షేత్రం ద్వారా వేగవంతం చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్ల ద్వారా ప్రభావ అయనీకరణ ప్రక్రియలో కొత్త చార్జ్డ్ కణాలు వెంటనే ఏర్పడతాయి. కానీ దరఖాస్తు విద్యుత్ క్షేత్రం ఆపివేయబడిన వెంటనే, గ్యాస్-డిచ్ఛార్జ్ ప్లాస్మా వెంటనే అదృశ్యమవుతుంది.

అధిక ఉష్ణోగ్రత ప్లాస్మా అనేది ఐసోథర్మల్ లేదా సమతౌల్య ప్లాస్మా. అటువంటి ప్లాస్మాలో, వాటి పునఃసంయోగం కారణంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాల సంఖ్య తగ్గింపు థర్మల్ అయనీకరణం కారణంగా అనుబంధంగా ఉంటుంది.ఇది ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద జరుగుతుంది. ప్లాస్మాను తయారు చేసే కణాల సగటు గతిశక్తి ఇక్కడ సమానంగా ఉంటుంది. నక్షత్రాలు మరియు సూర్యుడు అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్లాస్మా (పది మిలియన్ల డిగ్రీల ఉష్ణోగ్రత వద్ద) తయారు చేయబడ్డాయి.

ప్లాస్మా ఉనికిని ప్రారంభించాలంటే, దాని వాల్యూమ్‌లో చార్జ్ చేయబడిన కణాల యొక్క నిర్దిష్ట కనీస సాంద్రత అవసరం. ప్లాస్మా భౌతికశాస్త్రం అసమానత L >> D నుండి ఈ సంఖ్యను నిర్ణయిస్తుంది. చార్జ్ చేయబడిన కణాల యొక్క లీనియర్ సైజు L డెబై స్క్రీనింగ్ వ్యాసార్థం D కంటే చాలా పెద్దది, ఇది ప్రతి ప్లాస్మా ఛార్జ్ యొక్క కూలంబ్ ఫీల్డ్ స్క్రీనింగ్ జరిగే దూరం.

ప్లాస్మా యొక్క లక్షణాలు

ప్లాస్మా యొక్క నిర్వచించే లక్షణాల గురించి మాట్లాడుతూ, ఇది ప్రస్తావించబడాలి:

• అధిక స్థాయి గ్యాస్ అయనీకరణం (గరిష్ట - పూర్తి అయనీకరణం);

• సున్నా మొత్తం ప్లాస్మా ఛార్జ్;

• అధిక విద్యుత్ వాహకత;

• షైన్;

• విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలతో బలమైన పరస్పర చర్య;

• ప్లాస్మా లోపల ఎలక్ట్రాన్ల అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ (సుమారు 100 MHz) డోలనాలు, ప్లాస్మా మొత్తం వాల్యూమ్ యొక్క కంపనాలకు దారి తీస్తుంది;

• భారీ సంఖ్యలో చార్జ్ చేయబడిన కణాల యొక్క సామూహిక పరస్పర చర్య (మరియు సాధారణ వాయువులో వలె జతలలో కాదు).

ప్లాస్మా యొక్క భౌతిక లక్షణాల లక్షణాల పరిజ్ఞానం శాస్త్రవేత్తలు ఇంటర్స్టెల్లార్ స్పేస్ (ప్రధానంగా ప్లాస్మాతో నిండి ఉంటుంది) గురించి సమాచారాన్ని పొందేందుకు మాత్రమే కాకుండా, నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌ల (అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్లాస్మా ఆధారంగా) అవకాశాలపై ఆధారపడటానికి కారణాన్ని అందిస్తుంది. డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం).

తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత ప్లాస్మా (100,000 K కంటే తక్కువ) ఇప్పటికే రాకెట్ ఇంజిన్‌లు, గ్యాస్ లేజర్‌లు, థర్మియోనిక్ కన్వర్టర్‌లు మరియు ఉష్ణ శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చే MHD జనరేటర్‌లలో ఉపయోగించబడుతోంది.ప్లాస్మాట్రాన్లలో, తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత ప్లాస్మా వెల్డింగ్ మెటల్ కోసం మరియు రసాయన పరిశ్రమ కోసం పొందబడుతుంది, ఇక్కడ జడ వాయువు హాలైడ్లను ఇతర పద్ధతుల ద్వారా పొందలేము.