تبلیغات
فیزیک دانشگاه شیراز - پلاسما چیست
 
فیزیک دانشگاه شیراز
وَمَا خَلَقْنَا السَّمَاءَ وَالْأَرْضَ وَمَا بَیْنَهُمَا بَاطِلًا
درباره وبلاگ



مدیر وبلاگ : اسماعیل مخلصی
نظرسنجی
دوست دارید در کدام زمینه فیزیک فعالیت کنید؟








چهارشنبه 21 مرداد 1394 :: نویسنده : اسماعیل مخلصی

پلاسما ، PLASMA – حالتی از ماده است كه در دمای خیلی بالا بوجود می آید و ساختارهای مولكولی مفهوم خود را در این وضعیت از دست می دهند . در حالت پلاسما اتم ها و ذرات زیر اتمی مانند مانند الكترون و پروتون و نوترون آزادانه در محیط حركت می كنند و تغییر موقعیت می دهند . حالت ماده متشكله تمامی ستارگان ، پلاسما است .
پلاسما در فیزیك،یك محیط رسانای الكتریكی است كه تعداد ذرات باردار مثبت و منفی آن تقریبا با هم برابرند و زمانی ایجاد می شود كه اتم ها در گاز یونیزه شوند.
گاهی به پلاسما‏‎ حالت‌‏‎ چهارم ماده اطلاق می شود كه از حالتهای سه گانه جامد،مایع،گاز متمایز است.
هر الكترون دارای یك واحد بار منفی است.
بار مثبت توسط اتمها یا مولكولهایی كه این الكترونها را از دست داده اند حمل میشود در موارد نادر اما جالب ، الكترونهایی كه از یك نوع اتم یا مولكول جدا شده اند به تركیب دیگری متصل میشوند و منجر به تولید پلاسما میشوند كه هر دو یون مثبت و منفی را دارا است.

توضیح كامل تری از پلاسما:

گازهایی كه تا حد زیادی یونیده هستند رساناهای خوبی برای الكتریسیته هستند. علاوه بر آن حركت ِ ذرات باردار ِ گازها هم می تواند میدان الكترومغناطیسی تولید كند. (تابش موج). وقتی گاز یونیده تحت تأثیر یك میدان الكتریكی ِ ساكن قرار بگیرد حاملهای بار در این گاز به سرعت طوری مجددا توزیع می شوند كه قسمت ِ اعظم ِ گاز در مقابل ِ میدان محافظت می شود. لانگ مویر ( Langmuir ) در سال 1929 در مجله ی فیزیكال ریویو لترز Physical Review letters شماره ی 33 صفحه ی 954 ناحیه ای از گازها را كه نسبتا خالی از میدان است و محافظت شده است و در آن بارهای مثبت و منفی در توازن اند پلاسما نامید و نواحی محافظ روی مرز ِ پلاسما را پوشینه نامید. 
از مهمترین خواص پلاسما اینست كه می كوشد از لحاظ الكتریكی خنثی بماند. 
در ابتدا پلاسما در ارتباط با تخلیه ی الكتریكی در گازها و قوسهای الكتریكی و شعله ها مورد نظر بود اما اینك در اخترفیزیك نظری، مسأله ی گداخت و راكتورهای هسته ای گرمایی و مهار ِ یونها هم مورد اهمیت است. برای تشكیل پلاسما نیازمند ِ دمای بالایی هستیم تا توانایی تفكیك الكترونها را از یونهای مثبت در گازها داشته باشیم. جایی كه الكترونش یك طرف و یونهای مثبتش یك طرف دیگر باشد را پلاسما می گویند. برای ایجاد پلاسما از راكتور گرمایی استفاده می شد اما جدیدا از لیزر و مواد جامد هم استفاده می شود.

اطلاعات بیشتر iPN:



سه شیوه ی مختلف برای بررسی پلاسما وجود دارد :

نظریه ی جنبشی تعادل

نظریه مدار

نظریه ی هیدرومغناطیسی ماكروسكوپی

نظریه ی تعادل مبنی بر آمار بولتزمن است و نشان می دهد كه اگر بار خارجی q در پلاسما قرار داشته باشد در فاصله ای موسوم به طول دبی توسط پلاسما محافظت می شود. یعنی پتانسیل كولنی حفاظت نشده ی q/4pi*epsilon*r با فرمول زیر عوض می شود:

(phi (potential) = ( q / 4*pi*epsilon*r ) * exp (-r/h
(h= sqr ( epsilon*k*T/2N0e2 
e = بار الكتریكی
h= طول دبی

نظریه مدار یا حركت ذرات در میدان مغناطیسی هم بحث آینه های مغناطیسی را ایجاد می كند. برای نگه داشتن پلاسما نیاز به ظرف داریم ولی این ظرف چیزی بجز كاسه ای فرضی كه دیواره هایش میدان مغناطیسی است نمی باشد. این ظرف مغناطیسی در واقع باعث پیچ خوردن و دایره ای شدن حركت ذرات در پلاسما می شود. ظرف مغناطیسی میدانی نایكنواخت و همگرا اطراف پلاسماست كه هرچه از پلاسما دور می شود مقدارش قوی تر می شود . اگر ذره ی بارداری در پلاسما را تصور كنیم كه حركت پیچشی حول محور مغناطیسی مذكور داشته باشد شعاع حركتش همان شعاع لارمور است كه از رابطه ی نیروی وارد بر ذره ی متحرك به جرم m و سرعت v و بار q با میدان مغناطیسی خارجی B ناشی می شود :

 (~F = q(~v*~B
~F=m. ~a -> F=mv2/R
=> Rلارمور = m vعمود / q.B

پس هر چه دورتر از پلاسما می شویم با افزایش قدرت میدان مغناطیسی شعاع چرخش دوران كم می شود و كم كم سرعت ذره كاهش می یابد. پس مارپیچ تنگ تر و حركت محوری كندتری توسط ذرات طی می شود تا اینكه مثل اینكه به آینه برخورد كرده باشند بر می گردند. به این پدیده «آینه ی مغناطیسی» می گویند. 

نظریه هیدرو مغناطیسی یعنی قانون نیروی ماكروسكوپی برای حجم واحد یا بازی با شارها (flows). میدان مغناطیسی كه حكم ظرف را برای پلاسما دارد فشاری معادل با press = B^2/2.mu اعمال می كند. این اثر را تنگش مغناطیسی گویند.


اسپری پلاسما :


در روش پلاسما اسپری گازتشكیل دهنده پلاسما كه درمرحله شروع قوس آرگن یا هلیم است و پس ازبرقراری قوس پایدار به تركیبی از آرگن یا هلیم با هیدروژن یانیتروژن تبدیل می شود از بین كاتد و آند عبوركرده و بر اثر تخلیه الكتریكی این ناحیه یونیزه می گردد. مقدارانرژی صرف شده برای یونیزه كردن گاز، درناحیه ای درخارج گذرگاه مابین كاتد و آند آزاد شده و به گرما تبدیل می كردد و بدین ترتیب دمایی درحدود 15000 درجه سانتیگراد حاصل خواهد شد و مولكولهای منبسط شده گاز با سرعتی نزدیك به صوت ذرات ماده پوشش بصورت پودر را كه ذوب شده اند، به سمت سطح قطعه خواهند راند و بدین ترتیب پوششی متراكم باچسبندگی بالا حاصل خواهد شد.

پوشش های پلاسمااسپری، جهت محافظت سطح قطعات دربرابرعواملی مانند دمای بالا، خوردگی داغ، خوردگی دمای محیط و فرسایش مورد استفاده قرارمی گیرند، این پوشش ها درصنایع مختلف ازجمله صنایع نفت، نساجی، فولاد، نیروگاهی، شیمیایی و … كاربردفراوان دارند. بعنوان نمونه می توان موارد زیر راذكر كرد:


1- كاربید تنگستن و كاربید كرم : مقاوم دربرابرسایش
2- اكسید آلومینیم : مقاوم دربرابر دمای بالا وسایش
3- اكسید زیركنیم : پوشش سپر حرارتی
4- آلیاژهای پایه نیكل : مقاوم دربرابر خوردگی
5- اكسیدكرم : مقاوم دربرابر سایش

انواع پلاسما 

1.پلاسمای رسانا 2.پلاسمای غیر رسانا

پلاسمای جو:

نزدیکترین پلاسما به کره زمین، یونوسفر است که از ۱۵۰ کیلومتری سطح زمین شروع می‌شود و به طرف بالا ادامه می‌یابد. لایه‌های بالاتر یونسفر، سیستم هایی فیزیکی به فرم پلاسما هستند که توسط تابش های با طول موج کوتاه در طیف وسیعی از پرتوهای فرابنفش گرفته تا پرتوهای ایکس و همچنین پرتوهای کیهانی و الکترون‌هایی که به گلنونسفر برخورد می‌کنند، یونیزه می‌شوند.







نوع مطلب :
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
چهارشنبه 13 اردیبهشت 1396 09:49 ب.ظ
Howdy I am so glad I found your blog page, I really found you by mistake, while I
was browsing on Bing for something else, Anyhow I am here now and would just like to say cheers for a
tremendous post and a all round exciting blog (I also love the theme/design), I don’t have time to
go through it all at the minute but I have saved
it and also added your RSS feeds, so when I have time I will be back
to read a lot more, Please do keep up the great work.
پنجشنبه 22 مرداد 1394 11:36 ق.ظ
تبادل لینک میکنی؟
اسماعیل مخلصیچرا که نه
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نظرات پس از تایید نشان داده خواهند شد.


آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :