Кафедра компьютерной физики ВНУ им. В. Даля

Нередко можно слышать, что 99 % вещества во Вселенной находится в состоянии плазмы, т. е. в виде ионизованного газа, в котором атомы диссоциированы на положительные ионы и отрицательные электроны. Эта оценка, возможно, и не является точной, но она, конечно, вполне обоснованна, если учесть тот факт, что звезды и их атмосферы, газовые туманности и значительная часть межзвездного газа представляют собой плазму. Что касается непосредственного окружения нашей Земли, то, как только мы выходим за пределы земной атмосферы, мы сталкиваемся с плазмой радиационных поясов и солнечного ветра. Однако в повседневной жизни наши встречи с плазмой ограничиваются всего лишь несколькими примерами: вспышка молнии, мягкое свечение северного сияния, проводящий газ внутри флуоресцентной трубки или неоновой рекламы и слабоионизованная плазма ракетных факелов. По-видимому, мы живем в той части Вселенной, составляющей один процент ее, где плазма естественным путем не возникает.

Разумеется, не всякий ионизованный газ можно называть плазмой: какой бы газ мы ни взяли, в любом случае он имеет некоторую небольшую степень ионизации. Удовлетворительным определением плазмы является следующее:

Плазма — это квазинейтральный газ заряженных и нейтральных частиц, который проявляет коллективные свойства. Понятия «квазинейтральный» и «коллективные свойства » требуют разъяснения. Понятие «коллективные свойства» поясним на следующем примере.

Рассмотрим силы, действующие на молекулу, скажем, в обычном воздухе. Поскольку молекула нейтральна, на нее не действует электромагнитная сила, а сила тяжести пренебрежимо мала. Молекула движется свободно до тех пор, пока она не испытает столкновение с другой молекулой; следовательно, движение частицы в воздухе определяется этими столкновениями. Действие макроскопической силы, приложенной к нейтральному газу, например от громкоговорителя, генерирующего звуковые волны, передается отдельным атомам благодаря столкновениям. В случае же плазмы, которая содержит заряженные частицы, ситуация становится совсем иной. Во время движения заряженные частицы изменяют локальные концентрации положительного и отрицательного зарядов, что приводит к возникновению электрических полей. С движением зарядов связаны также токи и, следовательно, магнитные поля. Эти поля на больших расстояниях могут влиять на движение других заряженных частиц.

Яндекс.Метрика