Ystäväni sanoi, että tähdet ovat kuumia kaasupalloja, mutta tiedämme kuitenkin, että teknisesti tähdet ovat plasmaa. Onko hänen lausuntonsa täysin virheellinen? Voidaanko plasmaa pitää kaasumuotona vai pitäisikö siihen viitata erillisenä aineen muotona?
Kommentit
- Bändi He Might Be Giants virheellisesti sanonut, että aurinko on tehty ” hehkuvasta kaasusta ” yhdessä heidän kappaleistaan, joten he äänittivät korjauslaulun. tmbw.net/wiki/Why_Does_The_Sun_Really_Shine
Vastaa
Hyvä kysymys! Määrittävä ero on, että kaasussa atomit ovat ehjät ja itse asiassa sitoutuneet tyypillisesti molekyyleihin, kun taas plasma ainakin osa elektronista erottuu kokonaan atomistaan. Toisin sanoen plasman hiukkaset ovat varautuneita, mutta kaasun hiukkaset ovat enimmäkseen varauksettomia. Joten teknisesti plasma ei ole kaasu, ja on sanottava, että tähti on plasman pallo, ei kaasu. (Itse asiassa on ohut ulkokerros, nimeltään fotosfääri , joka koostuu tosiasiallisesti kaasusta, koska lämpötila ei ole tarpeeksi kuuma plasman muodostamiseksi)
Kuitenkin fysiikan ulkopuolella ihmiset käyttävät usein sanaa ”kaasu” viittaamaan mihin tahansa höyryiseen aineeseen, ja siinä mielessä oletan, että plasma laskee. Joten on tunne, jossa ystäväsi lausuntoa voidaan pitää oikea. Mutta tämä on kysymys englanninkieliselle sivustolle.
Kommentit
- ” ” Itse asiassa on olemassa ohut ulkokerros, jota kutsutaan fotosfääriksi ja joka tosiasiallisesti koostuu kaasusta, koska lämpötila ei ole ’ t tarpeeksi kuuma muodostamaan plasman ” ” Haluaisin tietää, mitkä atomit vastustavat ionisaatiota 6000 K: ssa.
- Kohtuullinen osa vedynäytteestä olisi neutraali 6000 K: ssa. Itse asiassa melkein kaikki tämän laskelman mukaan .
- En ollut koskaan iloinen plasmasta erillisenä tilana Jos ionisoimalla se tekee siitä uuden tilan, miksi ’ t, jos rauta magnetisoituu, ei tee siitä uutta tilaa tai jos siinä on nestekide, jonka jännitteellä on eri tilat ja ilman sitä?
- @MartinBeckett viitaten magnetisoitumistiloihin tai nestekidevaiheisiin ” sta aineet ” ei ole ’ t niin harvinaista. Wikipedia fi.wikipedia.org/wiki/State_of_matter on varsin hyvä artikkeli tästä. Se riippuu todella siitä, kuinka laaja tai tarkka haluat termiesi olevan.
- Hyödyllinen lisäys @Georg ’ -huomautukseen on, että ” näkyvä ” auringon pinta (osa, jonka näemme hehkuvan) on oikeastaan melko syvällä vaipassa, ja suuri osa päällystetystä materiaalista on suhteellisen ionisoimaton. Tämä johtuu nimenomaisesti siitä, että opasiteetti riippuu ionisaation asteesta.
Vastaus
Kaasut ovat hyvin yksinkertaisia järjestelmiä. Harkitse vain kaikkien kaasujen tunnusmerkki, ihanteellinen kaasu. Siellä ei ole vuorovaikutusta hiukkasten välillä. Tosielämän kaasuilla on kuitenkin jonkin verran vuorovaikutusta, mutta niitä voidaan pitää ihanteellisen kaasun häiriöinä. Tietenkin vaihekaavioiden tietyissä osissa kaasut ovat monimutkaisempia. Puhun tietysti siirtymislinjoista nesteisiin ja kiinteisiin aineisiin ja ennen kaikkea erityisistä asioista, joita tapahtuu kriittisessä vaiheessa. Mutta sitä, mitä pidämme yleensä kaasuna (esim. Ympäröivää ilmaa), voidaan käsitellä joukkoina hiukkasia, jotka eivät ole vuorovaikutuksessa melkein ollenkaan. Toisin sanoen nämä hiukkaset ovat melko neutraaleja.
Toisaalta Plasma koostuu sekä hiukkasista että kentistä (yleensä EM-kenttä, mutta on myös monia muita tyyppejä) ja on hyvin monimutkaisia ilmiöitä, jotka voivat siirtää energiaa kenttien välillä Tämä on erittäin tärkeä asia, koska ihmiset usein unohtavat, että kentät ovat yhtä perustekijöitä kuin hiukkaset (jopa perustavanlaatuisemmat, kuten kvanttikenttäteorian (QFT) mukaan hiukkaset ovat vain jonkin kentän paikallisia osia). QFT: n näkökulmasta plasma on sekoitus sekä ainetta että voimakenttiä. Jos käsittelemme varautuneiden hiukkasten järjestelmää + EM-kenttää yhtäläisin perustein, sitä voitaisiin paremmin kuvata elektronifotoniplasmaksi. Vastaavasti on kvarkki-gluoniplasma ( missä voimakas voima EM-voiman sijaan on hallitseva).
Plasman kaksi pääkohtaa ovat siis, että ne sisältävät varautuneita hiukkasia (minkä tahansa voiman alla) ja kenttiä ja että ne ovat hyvin monimutkaisia (koska ne ovat hyvin tiheitä, välttämätön edellytys neutraalien hiukkasten hajottamiseksi niiden varautuneet komponentit). Jos ymmärtäisimme plasman riittävän hyvin, ymmärtäisimme esimerkiksi kyettävä suorittamaan lämpöydinfuusio (ainakin periaatteessa). Tämä ei ole tällä hetkellä mahdollista, koska plasma on hyvin epävakaa .
Vastaa
Plasmaa pidetään yhtenä aineen neljästä perustilasta. Varautuneiden hiukkasten on oltava riittävän lähellä toisiaan, jotta kukin hiukkanen vaikuttaa moniin lähellä oleviin varautuneisiin hiukkasiin, eikä vain ole vuorovaikutuksessa lähimmän hiukkasen kanssa (nämä kollektiiviset vaikutukset ovat erottava ominaisuus plasmassa). Plasman approksimaatio on pätevä, kun tietyn hiukkasen vaikutusalueen (kutsutaan Debye-palloksi, jonka säde on Debyen seulontapituus) varauskantajien määrä on suurempi kuin yhtenäisyys varattujen hiukkasten kollektiivisen käyttäytymisen aikaansaamiseksi. Debye-pallon keskimääräinen hiukkasten määrä saadaan plasmaparametrista.
Kommentit
- Huomaa, että aineella on useita muita melko eksoottisia tiloja (Bose-Einstein kondensaatit, supernesteet, kvark-gluoniplasmat, rappeutuneet kaasut ja niin edelleen), joten ” yksi aineen 4 perustilasta. ” on sakko pop-scille tai johdannolle, mutta jättää pois erittäin mielenkiintoisen fysiikan äärimmäisissä olosuhteissa.