En ven sagde, at stjerner er varme kugler af gas, men vi ved, at stjerner teknisk set er plasma. Er hans erklæring helt forkert? Kan et plasma betragtes som en form for gas eller skal det betegnes som en særskilt form for stof?
Kommentarer
- Bandet They Might Be Giants sagde fejlagtigt, at solen var lavet af " glødende gas " i en af deres sange, så de indspillede en korrektionssang. tmbw.net/wiki/Why_Does_The_Sun_Really_Shine
Svar
Godt spørgsmål! Den definerende forskel er, at i en gas er atomerne intakte og faktisk bundet til molekyler, hvorimod i en plasma i det mindste nogle af elektronerne adskiller sig helt fra deres atomer. Med andre ord er partikler af et plasma ladet, men partikler af en gas er for det meste ikke opladet. Så teknisk set er et plasma ikke en gas, og det skal siges, at en stjerne er en kugle af plasma, ikke gas. (Faktisk er der et tyndt ydre lag kaldet fotosfæren , som faktisk består af gas, fordi temperaturen ikke er varm nok til at danne plasma)
Men uden for fysikken bruger folk ofte ordet “gas” for at henvise til enhver form for dampstof, og i den forstand antager jeg, at et plasma tæller. Så der er en forstand, hvor din vens udsagn kan overvejes korrekt. Men det “et spørgsmål til det engelske websted.
Kommentarer
- " " Faktisk er der et tyndt ydre lag kaldet fotosfæren, som faktisk består af gas, fordi temperaturen ikke er ' t varm nok til at danne plasma " " Jeg vil gerne vide, hvilke atomer der vil modstå ionisering ved 6000 K.
- En rimelig brøkdel af en prøve af brint ville være neutral ved 6000K. Faktisk næsten det hele ifølge denne beregning .
- Jeg var aldrig glad for plasma som en separat tilstand af Hvis ionisering gør det til en ny tilstand, hvorfor gør ' ikke magnetiseret jern det til en ny tilstand eller med en flydende krystal med og uden en spænding forskellige tilstande?
- @ MartinBeckett Faktisk med henvisning til magnetiseringstilstande eller flydende krystalfaser som " sta ting af stof " er ikke ' t det ualmindelige. Wikipedia da.wikipedia.org/wiki/State_of_matter har en ganske god artikel om dette. Det afhænger virkelig af, hvor bredt eller præcist du vil have dine vilkår.
- Et nyttigt tillæg til @Georg ' s bemærkning er, at " synlig " overfladen af solen (den del, vi ser glødende) er faktisk ret dybt i kuvert, hvor meget af det overliggende materiale er relativt ikke-ioniseret. Dette skyldes udtrykkeligt, at opaciteten afhænger af graden af ionisering.
Svar
Gasser er meget enkle systemer. Overvej bare et kendetegn for alle gasser, den ideelle gas. Der er ingen interaktioner mellem partiklerne der. De virkelige gasser har nogle interaktioner, men disse kan behandles som forstyrrelser af ideel gas. Naturligvis er gasser ved visse dele af fasediagrammerne mere komplicerede. Jeg taler selvfølgelig om overgangslinjer til væsker og faste stoffer og vigtigst af alt om ejendommelige ting, der sker på det kritiske punkt. Men hvad vi normalt betragter som gas (f.eks. Luft omkring os) kan behandles som en masse partikler, der slet ikke interagerer næsten overhovedet. Med andre ord er disse partikler temmelig neutrale.
På den anden side hånd, plasma handler ikke kun om partikler. Plasma består af både partikler og felter (normalt et EM-felt, men der er også mange andre typer), og der er meget komplekse fænomener, der kan overføre energien mellem felterne og partikler. Dette er et meget vigtigt punkt, da folk ofte glemmer, at felter er lige så grundlæggende som partikler (mere grundlæggende endda, som ifølge kvantefeltteori (QFT) er partikler bare lokale dele af et eller andet felt). visning af QFT, er plasma en blanding af både stof- og kraftfelter. Hvis vi behandlede systemet med ladede partikler + EM-felt på lige grund, ville det bedre beskrives som elektron-foton-plasma. Tilsvarende er der et kvark-gluon-plasma ( hvor den stærke kraft i stedet for EM-styrken er dominerende).
Så de to vigtigste punkter ved plasmaer er, at de indeholder ladede partikler (uanset hvilken kraft) og felter, og at de er meget komplicerede (på grund af at de er meget tætte, en nødvendig betingelse for at bryde de neutrale partikler ind i deres ladede komponenter). Hvis vi forstod plasma godt nok, ville vi f.eks. være i stand til at udføre den termonukleære fusion (i det mindste i princippet). Dette er i øjeblikket ikke muligt, fordi plasma er meget ustabilt .
Svar
Plasma betragtes som en af de 4 grundlæggende tilstande for materie. Opladede partikler skal være tæt nok sammen, at hver partikel påvirker mange nærliggende ladede partikler, snarere end blot at interagere med den nærmeste partikel (disse kollektive effekter er et kendetegn ved et plasma). Plasma-tilnærmelsen er gyldig, når antallet af ladningsbærere inden for indflydelsessfæren (kaldet Debye-sfæren, hvis radius er Debye-screeningslængden) af en bestemt partikel er højere end enhed for at tilvejebringe kollektiv opførsel af de ladede partikler. Det gennemsnitlige antal partikler i Debye-sfæren er givet ved hjælp af plasmaparameteren
Kommentarer
- Vær opmærksom på, at der er flere andre ret eksotiske tilstande af stof (Bose-Einstein-kondensater, supervæsker, kvark-gluonplasmaer, degenererede gasser og så videre), så " en af de 4 grundlæggende tilstande af materie. " er en bøde til pop-sci eller en indledende behandling, men udelader nogle meget interessante fysik under ekstreme forhold.