A ionizáció mértéke a plazma a számának aránya az ionizált atomok számát ezek egységnyi
A ionizáció mértéke a plazma a számának aránya az ionizált atomok az összes számuk egységnyi térfogatú plazma :.
A feltételek termikus egyensúly határozza meg Saha képlet:
Itt, és - a koncentrációt (részecskék száma per 1 m3), ionizált és semleges atomok illetve G-gáz hőmérséklete K k - Boltzmann állandó, - az energia a gáz ionizációja, azaz a szükséges energia egy elektront távolítanak el a külső elektron héj egy atom. Általában százalékban kifejezve, akkor a kapott eredményt a képlet Saha, szorozzuk 100%. Levegőben normál körülmények között, és a nitrogén-eV
(Lásd. Probléma 2.1). Relatív ionizáció elhanyagolható:
Növekvő hőmérséklettel, az ionizáció mértékét alacsony, amíg az átlagos kinetikus energia gázmolekulák nem lesz csak néhány szer alacsonyabb, mint az ionizációs energia. Ezt követően ugrásszerűen megnő a gáz megy a plazma állapot. A további növekedés a hőmérséklet, a koncentráció a semleges részecskék kevesebb, mint a koncentrációja ionizált atomok és a plazma végül tűnik teljesen ionizált. Ezért teljesen ionizált plazma csillagászati testhőmérséklet több millió fok, és nem a Földön.
Hőionizációs a gáz megy végbe, amennyiben az átlagos kinetikus energiája a gázmolekulák nagyobb, mint az ionizációs energia: hol
Könnyen, hogy ionizációs ütközések gázmolekulák a hő csak akkor lehetséges, nagyon magas hőmérsékleten. A számítások azt mutatják:
(Set eV), ami.
Attól függően, hogy az ionizáció mértékét a plazma oszlik gyengén ionizált (mennyiségű százalék), részlegesen ionizált (mintegy néhány százalékkal), és teljes mértékben ionizált (közel 100%). Gyengén ionizált plazma természetben a Föld ionoszféra, parázsfénykisülést. A gyengén ionizált plazma a világegyetem - a napszél, a légkör hideg csillagok, hideg felhők a csillagközi gáz. Hot Star, köd, Corona és néhány csillagközi felhő - egy teljesen ionizált plazma, amely képződik magas hőmérsékleten.
? Az úgynevezett ionizáció mértéke?
? Milyen kondicionálja Hőionizációs a gáz? Név érdekében
a hőmérséklet, amelynél a termikus ionizációs.
? Mi plazma osztály létezik az ionizáció mértéke? Adjon példát.
Feladatok az önálló döntési
2.1. Koncentrációjának kiszámításához egy ideális gáz az alábbi körülmények között: a) hőmérsékleten 0 ° C és nyomása 101 325 Pa (ezt az értéket nevezzük száma Loschmidt); b) szobahőmérsékleten (20 ° C) és nyomáson 10
2.2. A koncentráció a vezetési elektronok a germánium szobahőmérsékleten 3 • 1019 m3. Milyen arányban száma vezetési elektronok az atomok számának összege? germánium Sűrűség 5400 kg / m3, a moláris tömege 0079 kg / mol.
2.3. Az adatok a levegő, a támogatás a képlet Saha kap az ionizáció mértékét a levegő, és hasonlítsa össze az eredményt a javasolt érték.
2.4. Számoljuk ki a ionizáció mértéke a napszél, a Föld ionoszféra (D réteg), a napkorona, a szükséges mennyiségű „Alkalmazások”.
3. § COLLECTIVE plazma tulajdonságainak
Mivel a plazma egy álló gáz töltött és semleges részecskék, hogy mutat kollektív tulajdonságait. A koncepció a kollektív tulajdonságok magyarázzák a következő példát. Tekintsük a ható molekula, például a normál levegő. Most azt látjuk, hogy a gravitációs vonzóerő elhanyagolhatóan kicsi összehasonlítva azzal az erejét a elektromágneses kölcsönhatás (lásd. Probléma 3.1). Számítás azt mutatja, hogy a kölcsönhatás erő (vonzás és taszítás) között ható semleges molekulák nagyon rövid távolságokra (FPR
1 / R13), ahol r - a távolság a molekulák, azaz Ezek rövid. Abban az esetben, plazma, amely a töltött részecskék, a helyzet egészen más. Mozgás során töltött részecskék változtatni helyi koncentrációja pozitív és negatív töltések, amelyek okot adnak elektromos mezők. A mozgás a díjak is csatlakoztatott áramlatok, ezért a mágneses mezőket. Ezek a területek nagy távolságra hatással lehet más a mozgás töltött részecskék. Például, a plazmában miatt a lassú csökkenése a távolság a Coulomb erők (
1 / r2) a szemcsék közötti kölcsönhatások tartós hatással azok mozgását. Fogalma tehát a kollektív tulajdon azt jelenti, hogy a mozgás a részecskék plazma határozza meg nem csak a helyi adottságok, hanem annak állapotát a távoli területeken.
Azonban ez nem mindig igaz. Ha a plazma olyan ritka, hogy a Coulomb a szemcsék közötti kölcsönhatások sokkal kisebb, mint a hatása rájuk a külső elektromos és mágneses mezők (térben utóbbi általában szignifikáns), a plazma lehet tekinteni, mint egy gyűjtemény egyedi részecskék, amelynek mozgása határozza meg a külső területeken. általában nem nyilvánul specifikus plazma kollektív folyamatokat plazmában. Másrészt, ha a plazma olyan sűrű, hogy a frekvencia bináris ütközések elég nagy, vagy ha a folyamat fut a jellemző időt, amely lényegesen meghaladja az időben a szabad elektron vagy ion utat, akkor nincs specifikus plazma folyamatokat. Ilyen esetekben, a plazma lehet tekinteni, mint egy folyamatos közegben, és leírására használt, vagy a magnetohidrodinamikus egyenlet korrelációs.
a kölcsönhatás a molekulák a levegőben, és a töltött részecskék a plazmában.
? Milyen feltételek mellett a plazma lehet tekinteni, mint egy folytonos közeg?