Přítel uvedl, že hvězdy jsou horké koule plynu, ale víme, že technicky jsou hvězdy plazmou. Je jeho výrok zcela nesprávný? Lze plazmu považovat za formu plynu nebo by měla být označována jako odlišná forma hmoty?
Komentáře
- Kapela They Might Be Giants mylně řekl, že Slunce bylo vyrobeno z " žhavícího plynu " v jedné z jejich písní, takže nahráli opravnou píseň. tmbw.net/wiki/Why_Does_The_Sun_Really_Shine
odpověď
Dobrá otázka! Definujícím rozdílem je, že v plynu jsou atomy neporušené a ve skutečnosti jsou typicky vázány na molekuly, zatímco v plazma alespoň některé elektrony se oddělují úplně od svých atomů. Jinými slovy, částice plazmy jsou nabité, ale částice plynu jsou většinou nenabité. Technicky tedy plazma není plyn a je třeba říci, že hvězda je koule plazmy, nikoli plyn. (Ve skutečnosti existuje tenká vnější vrstva zvaná fotosféra , která ve skutečnosti sestává z plynu, protože teplota není dostatečně vysoká na to, aby vytvořila plazmu)
Avšak mimo fyziku lidé často používají slovo „plyn“ k označení jakéhokoli druhu parní látky, a v tomto smyslu předpokládám, že se počítá plazma. Existuje tedy smysl, ve kterém lze považovat tvrzení vašeho přítele opravit. Ale to je otázka pro anglický web.
Komentáře
- " " Ve skutečnosti existuje tenká vnější vrstva zvaná fotosféra, která ve skutečnosti sestává z plynu, protože teplota není ' tak vysoká, aby vytvořila plazmu " " Chtěl bych vědět, které atomy odolávají ionizaci při 6000 K.
- Přiměřená část vzorku vodíku by byla neutrální při 6000 K. Ve skutečnosti téměř vše podle tohoto výpočtu .
- Nikdy jsem nebyl nadšený z plazmy jako samostatného stavu když to ionizuje, stane se z něj nový stát, proč to ' t, které má magnetizované železo, z něj nevytvoří nový stav, nebo že bude mít tekutý krystal s napětím i bez něj různé stavy?
- @MartinBeckett Ve skutečnosti s odkazem na stavy magnetizace nebo fáze tekutých krystalů jako " sta zájmy hmoty " to není ' to neobvyklé. Wikipedia en.wikipedia.org/wiki/State_of_matter má o tom celkem dobrý článek. Opravdu záleží na tom, jak široké nebo přesné chcete, aby vaše výrazy byly.
- Užitečným doplňkem poznámky @Georg ' je, že " viditelný " povrch slunce (část, kterou vidíme zářící) je ve skutečnosti poměrně hluboko v obálce, přičemž většina nadložního materiálu je relativně neionizovaná. Je to výslovně proto, že krytí závisí na stupni ionizace.
Odpověď
Plyny jsou velmi jednoduché systémy. Jen zvažte charakteristický znak všech plynů, ideální plyn. Mezi částicemi zde nejsou žádné interakce. Skutečné plyny mají určité interakce, ale lze s nimi zacházet jako s poruchami ideálního plynu. Samozřejmě, že v určitých částech fázových diagramů jsou plyny komplikovanější. Mluvím samozřejmě o přechodových linkách na kapaliny a pevné látky a hlavně o zvláštních věcech, ke kterým dochází v kritickém bodě. Ale to, co obvykle považujeme za plyn (např. Vzduch kolem nás), lze považovat za hromadu částic, které téměř vůbec neinteragují. Jinými slovy, tyto částice jsou do značné míry neutrální.
Na druhé straně ruka, plazma není jen o částicích. Plazma se skládá z obou částic a polí (obvykle pole EM, ale existuje i mnoho dalších typů) a existují velmi složité jevy, které mohou přenášet energii mezi poli a částice. Toto je velmi důležitý bod, protože lidé často zapomínají, že pole jsou stejně zásadní jako částice (dokonce zásadnější, protože podle kvantové teorie pole (QFT) jsou částice jen lokálními částmi nějakého pole). Takže z hlediska pohled na QFT, plazma je směsí hmotného i silového pole. Pokud bychom systém nabitých částic + EM pole zpracovali na stejném základě, bylo by to lépe popsat jako elektronově-fotonovou plazmu. Podobně existuje plazma kvark-gluon ( kde dominuje silná síla místo EM síly).
Takže hlavní dva body týkající se plazmatu spočívají v tom, že obsahují nabité částice (pod jakoukoli silou) a pole a že jsou velmi komplikované (vzhledem k tomu, že jsou velmi husté, nutná podmínka pro rozbití neutrálních částic jejich nabité komponenty). Pokud bychom dostatečně rozuměli plazmě, měli bychom např. být schopen provést termonukleární fúzi (alespoň v zásadě). To v současné době není možné, protože plazma je velmi nestabilní .
Odpovědět
Plazma je považována za jeden ze 4 základních stavů hmoty. Nabité částice musí být dostatečně blízko u sebe, aby každá částice ovlivňovala mnoho blízkých nabitých částic, spíše než jen interakci s nejbližšími částicemi (tyto kolektivní efekty jsou charakteristickým rysem plazmy). Aproximace plazmy je platná, když počet nosičů náboje ve sféře vlivu (nazývané Debyeho koule, jejíž poloměr je Debyeova screeningová délka) konkrétní částice je vyšší než jednota, aby zajistil kolektivní chování nabitých částic. Průměrný počet částic v Debyeho sféře je dán parametrem plazmy.
Komentáře
- Uvědomte si, že existuje několik dalších poměrně exotických stavů hmoty (Bose-Einsteinovy kondenzáty, superkapaliny, kvark-gluonová plazma, degenerované plyny atd.), Takže " jeden ze 4 základních stavů hmoty. " je pokuta za pop-sci nebo úvodní léčbu, ale vynechává některé velmi zajímavé fyziky v extrémních podmínkách.