플라즈마 상태는 문제가 집계 할 수있는 근본적인 방법 중 하나이며, 그것은 관찰 우주에서 가장 지배적이다. 플라즈마는 뜨겁고 밝으며 고도로 이온화 된 가스로 구성되어있어 가스 상태 또는 특히 다른 가스와 구별되는 고유 한 특성을 얻습니다.
우리는 밤하늘의 별들에 흩어져있는 플라즈마를 봅니다. 우주에는 성운과 다른 천체뿐만 아니라 우주에는 끝없는 수의 별이 있기 때문에 가장 중요한 물질 상태로 간주됩니다. 지구상에서는 액체, 고체 및 기체 다음으로 네 번째 상태로 간주됩니다.
플라즈마 램프
태양은 대규모 자연 환경에서 플라즈마의 특성을 인식 할 수있는 가장 가까운 예입니다. 반면, 폭풍 속의 화재와 번개와 같은 순간적인 플라즈마의 출현이 촉발되는 자연 현상은 지구에서 발생합니다.
플라즈마는 고온 (수백만 켈빈도)뿐 아니라 큰 전위, 백열등 및 무한한 전기 전도도와 관련이 있습니다.
플라즈마 특성
별과 성운의 플라즈마는 관측 가능한 우주의 거의 전체를 구성합니다. 출처 : Pxhere.
구성
물질은 입자 (분자, 원자, 이온, 세포 등)로 구성되며, 효과와 추가되는 힘에 따라 고체, 액체 또는 기체 상태를 설정합니다.
플라즈마 입자는 양이온 (+)과 전자 (-)로 더 잘 알려진 양으로 하전 된 원자로 구성됩니다. 물질의 혈장 상태에서는 분자에 대한 이야기가 없습니다.
양이온과 전자는 매우 높은 주파수에서 진동하여 개별적인 행동이 아닌 집단적인 행동을 나타냅니다. 전체 입자 세트가 방해받지 않고서는 분리되거나 이동할 수 없습니다.
예를 들어, 원자 또는 분자가 서로 충돌하더라도 최소한의 무시할 수있는 상호 작용을하는 가스에서는 이러한 현상이 발생하지 않습니다.
훈련
플라즈마 상태는 주로 가스가 매우 높은 온도에 노출되어 이온화 될 때 형성됩니다.
먼저 각 얼음부터 시작하겠습니다. 이것은 고체입니다. 가열하면 얼음이 녹아 물에 녹습니다. 그런 다음 더 높은 온도로 가열하면 물이 끓기 시작하고 액체에서 기체 인 증기로 빠져 나갑니다. 지금까지 우리는 가장 잘 알려진 물질의 세 가지 상태를 가지고 있습니다.
수증기가 훨씬 더 높은 온도로 가열되면 유리한 조건에서 결합이 끊어져 자유 산소와 수소 원자를 형성 할 때가 올 것입니다. 그런 다음 원자는 너무 많은 열을 흡수하여 전자가 주변으로 쏘기 시작합니다. 따라서 산소와 수소 양이온이 형성되었습니다.
이러한 양이온은 커뮤니티의 활동과 정전 기적 매력에 의해 추가 된 전자 구름에 싸여 있습니다. 그런 다음 물에서 플라즈마를 얻었다 고합니다.
이 경우 플라즈마는 열 에너지의 작용에 의해 형성되었습니다. 그러나 높은 에너지의 방사선 (감마선)과 전위차가 크면 외관을 유발할 수도 있습니다.
준 중성
플라즈마는 준 중성 (거의 중성) 특성을 가지고 있습니다. 이는 원자에서 여기되고 방출되는 전자의 수가 양이온의 양전하 크기와 동일한 경향이 있기 때문입니다. 예를 들어, 1 개와 2 개의 전자를 잃어 각각 양이온 Ca + 및 Ca 2+ 를 형성하는 기체 칼슘 원자를 고려해보십시오 .
칼슘 (g) + 에너지 → 칼슘 + (g) + E -
칼슘 + (g) + 에너지 → 칼슘 2 + (g) + E -
글로벌 프로세스되기 :
칼슘 (g) + 에너지 → 칼슘 2 + (g) + 2E -
형성된 모든 Ca 2+에 대해 두 개의 자유 전자가 있습니다. 10 개의 Ca 2+ 가 있으면 전자 20 개가됩니다. 전하량이 더 큰 양이온 (Ca 3+ , Ca 5+ , Ca 7+ 등)에 대해서도 동일한 추론이 적용됩니다 . 칼슘 양이온과 그 전자는 진공 상태에서 플라즈마의 일부가됩니다.
물리적 특성
플라즈마는 일반적으로 전자기장에 반응하거나 민감하게 반응하는 뜨겁고, 빛나는, 전기 전도성이 높은 액체 가스 인 것으로 보입니다. 이러한 방식으로 자기장을 조작하여 플라즈마를 제어하거나 잠글 수 있습니다.
플라즈마의 종류
부분적으로 이온화 됨
부분적으로 이온화 된 플라즈마는 원자가 전자를 모두 잃지 않고 중성 원자가있을 수도있는 플라즈마입니다. 칼슘의 예에서는 Ca 2+ 양이온, Ca 원자 및 전자 의 혼합물 일 수 있습니다 . 이러한 유형의 플라즈마는 콜드 플라즈마라고도합니다.
다른 한편으로, 플라즈마는 주변으로의 열 확산을 방지하는 용기 또는 절연 수단에 포함될 수 있습니다.
완전 이온화
완전히 이온화 된 플라즈마는 전자를 모두 잃었 기 때문에 원자가 "알몸"상태 인 플라즈마입니다. 따라서 양이온은 양전하가 높습니다.
칼슘의 경우이 플라즈마는 Ca 20+ 양이온 (칼슘 핵)과 많은 고 에너지 전자로 구성됩니다. 이러한 유형의 플라즈마는 핫 플라즈마라고도합니다.
플라즈마의 예
플라즈마 램프 및 네온 등
플라즈마 램프는이 물질 상태가 어떻게 작동하는지 안전하고 가까이에서 볼 수 있습니다. 출처 : Pxhere.
플라즈마 램프는 유령 같은 조명으로 침실을 장식하는 인공물입니다. 그러나 우리가 플라즈마 상태를 목격 할 수있는 다른 물체가 있습니다. 유명한 네온 불빛에서 저압에서 전류가 흐르면서 고귀한 가스 함량이 흥분됩니다.
레이
구름에서 떨어지는 광선은 지상 플라즈마의 순간적이고 갑작스런 발현입니다.
태양 폭풍
일부 "플라즈마 입자"는 태양 복사의 지속적인 충격에 의해 우리 행성의 전리층에서 형성됩니다. 태양의 플레어 또는 채찍에서 우리는 엄청난 양의 플라즈마를 볼 수 있습니다.
북극광
플라즈마와 관련된 또 다른 현상은 북극광에서 관찰됩니다. 차가운 색의 불은 우리 부엌에서 똑같은 불꽃이 플라즈마의 또 다른 일상적인 예라는 것을 상기시켜줍니다.
전자 장치
플라즈마는 또한 텔레비전 및 모니터와 같은 전자 장치의 일부입니다.
용접 및 공상 과학
플라즈마의 예는 용접 공정, 레이저 빔, 핵 폭발, 스타 워즈 광선 검에서도 볼 수 있습니다. 그리고 일반적으로 말해서, 파괴적인 에너지 대포와 유사한 모든 무기에서.
참고 문헌
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). 화학 (8 판). CENGAGE 학습.
- 플라즈마 과학 및 융합 센터. (2020). 플라즈마 란? 출처 : psfc.mit.edu
- 국립 대기 연구 센터. (2020). 혈장. 출처 : scied.ucar.edu
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2020 년 2 월 11 일). 플라즈마의 용도와 구성은 무엇입니까? 출처 : thoughtco.com
- Wikipedia. (2020). 플라즈마 (물리). 출처 : en.wikipedia.org