حالة المادة في ظل درجات الحرارة المرتفعة جداً كالبرق هي ؟، يتم طرح هذا السؤال من قبل الطلاب الذين يسعون للعثور على إجابات دقيقة متنوعة لأسئلة معقدة مثل هذا السؤال، وخاصة الأسئلة العلمية التي تحتاج إلى تأكيد باستخدام محرك بحث. • شرح مفصل لحالة البلازما، وهو إجابة السؤال الذي طرحه الطلاب، حالة المادة في درجات حرارة عالية جداً مثل البرق.
إذن، إجابة السؤال عن حالة المادة في درجات حرارة عالية جدًا، مثل البرق؟ بلازما.
تحديد البلازما
تُعرَّف البلازما بأنها حالة منفصلة للمادة، والتي يمكن وصفها بأنها غاز مؤين تكون فيه الإلكترونات حرة وغير مرتبطة بذرة أو جزيء ؛ إذا كانت المادة في الطبيعة في ثلاث حالات: صلبة وسائلة وغازية، فيمكن أيضًا أن تُعزى البلازما إلى الحالة الرابعة التي يمكن أن توجد فيها المادة.
على عكس الغازات، فإن البلازما لها خصائصها الخاصة. عندما نطبق الحرارة أو، على سبيل المثال، نعرضها لمجال كهرومغناطيسي قوي، مثل الليزر أو الميكروويف، يتم إخراج إلكترون من النواة ؛ وبالتالي، فإن هذا يؤدي إلى شحنات موجبة وسالبة ويكون أكثر حرية حيث يطلق عليها أيونات، والتي تكون مصحوبة بتفكك الروابط الجزئية، إن وجدت ؛ إن وجود حاملات الشحنة القوية يجعلها موصلًا للكهرباء، وبالتالي فهي تتأثر بشدة بالمجال الكهرومغناطيسي.
تاريخ البلازما
اكتشف العالم الإنجليزي السير ويليام كروك البلازما عام 1879 م. تم ذلك من خلال أنبوب كروكس، ثم أطلق عليه العالم اسم “مادة مشعة” ؛ ثم اكتشف العالم البريطاني جوزيف طومسون خصائص وطبيعة البلازما عام 1897 بفضل العالم إيرفينغ لانجموير الذي أطلق عليه اسم البلازما ؛ وذلك لأنه يعتقد أنها تشبه بلازما الدم.
كتب لانجموير أنه بالقرب من الأقطاب الكهربائية توجد أغطية رفيعة تحتوي على إلكترونات الغاز منخفض التأين. يحتوي على أيونات وإلكترونات بكميات متساوية ؛ من السهل جدًا إنشاء منتج شحن المكان تقريبًا، حيث يوصى باستخدام اسم البلازما لتحديد منطقة تحتوي على نفس شحنات الإلكترونيات والأيونات.
خصائص ومعلمات البلازما
يعتبر وصف البلازما كوسيط محايد، يتكون من جزيئات سالبة الشحنة وشحنة موجبة، وصفًا ضعيفًا وغير دقيق، حيث يجب أن يتضمن تعريف البلازما ثلاثة معايير لمزيد من الدقة. تتلخص هذه المعايير في هذه الفقرة على النحو التالي:
- أولاً، تقارب البلازما: يجب أن تكون الجسيمات المشحونة قريبة جدًا بحيث يؤثر كل جسيم على العديد من الجسيمات القريبة، ولا يتفاعل فقط مع أقرب جسيم ؛ تقارب البلازما له تأثير أقوى كلما زاد عدد الإلكترونات داخل المجال المؤثر، المسمى (كرة ديباي)، نظرًا لأن نصف قطرها من الجزيئات الكبيرة يسمى “طول ديباي” ؛ بالنسبة لمتوسط عدد الجسيمات في حقل ديباي، فهذه هي كمية أو كمية البلازما ويُشار إليها بالصيغة Λ “، وهذا الحرف هو حرف لامدا في الأبجدية اليونانية.
- ثانيًا، حجم التفاعلات في البلازما: نصف قطر ديباي صغير مقارنة بالحجم الطبيعي للبلازما في الكون.
- ثالثًا، تردد البلازما: إن تواتر الإلكترونات في البلازما كبير مقارنة بتردد الإلكترون في حالته المحايدة (ويقيس تردد البلازما للإلكترون ويسمى موجات البلازما أو موجات لانجموير، وهو يقيس كثافة الشحنة في وسط موصل مثل البلازما والمعادن. وهي نتيجة الكمية عند هذا التردد لما يسمى بـ “البلازمون”. وهو شبه جزيء من البلازما)، مما يعني أنه أكبر من التردد من الإلكترونات في الحالة الطبيعية (تقاس بموجات تصادم الإلكترونات مع الجسيمات المحايدة).
يمكننا أيضًا معرفة أن البلازما ليس لها شكل أو حجم معين، لأنها تأخذ شكل غاز محايد (معتدل)، مثل السحب ؛ يمكن أن يتعرض لمجال مغناطيسي ويمكن أن يكون له هيكل مثل الخيوط أو الحبال أو طبقة مزدوجة ؛ يمكن أن تحتوي أيضًا على قطع غيار وحبيبات تسمى البزمة المغيرة.