Un ami a déclaré que les étoiles sont des boules de gaz chaudes, mais nous savons que techniquement, les étoiles sont du plasma. Sa déclaration est-elle entièrement incorrecte? Un plasma peut-il être considéré comme une forme de gaz ou doit-il être qualifié de forme distincte de matière?
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- Le groupe They Might Be Giants ont dit à tort que le Soleil était fait de » gaz incandescent » dans lune de leurs chansons, ils ont donc enregistré une chanson de correction. tmbw.net/wiki/Why_Does_The_Sun_Really_Shine
Réponse
Bonne question! La différence déterminante est que dans un gaz , les atomes sont intacts, et en fait sont généralement liés en molécules, alors que dans un plasma au moins certains des électrons se séparent entièrement de leurs atomes. En dautres termes, les particules dun plasma sont chargées, mais les particules dun gaz sont pour la plupart non chargées. Donc techniquement, un plasma nest pas un gaz et il faut dire quune étoile est une boule de plasma, pas de gaz. (En fait, il y a une fine couche externe appelée la photosphère qui est en fait constituée de gaz car la température nest pas assez chaude pour former du plasma)
Cependant, en dehors de la physique, les gens utilisent souvent le mot «gaz» pour désigner toute sorte de substance vaporeuse, et dans ce sens je suppose quun plasma compte. Il y a donc un sens dans lequel la déclaration de votre ami pourrait être considérée correct. Mais cest « une question pour le site anglais.
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- » » En fait, il existe une fine couche externe appelée photosphère qui est en fait constituée de gaz car la température nest ‘ t suffisamment chaude pour former du plasma » » Je voudrais savoir quels atomes résisteront à lionisation à 6000 K.
- Une fraction raisonnable dun échantillon dhydrogène serait neutre à 6 000 K. En fait, presque tout cela selon ce calcul .
- Je n’ai jamais été satisfait du plasma en tant qu’état distinct de Si lionisation en fait un nouvel état, pourquoi le fer magnétisé ne le rend-il pas ‘ t un nouvel état, ou le fait davoir un cristal liquide avec et sans tension dans des états différents?
- @MartinBeckett En fait, se référant aux états de magnétisation ou aux phases de cristaux liquides comme » sta tes de la matière » nest ‘ que peu commun. Wikipedia en.wikipedia.org/wiki/State_of_matter contient un très bon article à ce sujet. Cela dépend vraiment de la portée ou de la précision de vos termes.
- Un addendum utile à la remarque de @Georg ‘ est que le » visible » La surface du soleil (la partie que nous voyons briller) est en fait assez profonde dans lenveloppe, une grande partie du matériau sus-jacent étant relativement non ionisée. Cest explicitement parce que lopacité dépend du degré dionisation.
Answer
Les gaz sont des systèmes très simples. Considérez simplement une caractéristique de tous les gaz, le gaz idéal. Il ny a aucune interaction entre les particules. Les gaz réels ont certaines interactions, mais celles-ci peuvent être traitées comme des perturbations du gaz parfait. Bien entendu, à certaines parties des diagrammes de phase, les gaz sont plus compliqués. Je parle bien sûr des lignes de transition vers les liquides et les solides et surtout des choses particulières qui se produisent au point critique. Mais ce que nous considérons généralement comme du gaz (par exemple, lair qui nous entoure) peut être traité comme un groupe de particules qui ninteragissent presque pas du tout. En dautres termes, ces particules sont à peu près neutres.
De lautre Par contre, le plasma ne concerne pas que les particules. Le plasma se compose à la fois de particules et de champs (généralement un champ électromagnétique mais il en existe également de nombreux autres types) et il existe des phénomènes très complexes qui peuvent transférer lénergie entre les champs Cest un point très important car les gens oublient souvent que les champs sont aussi fondamentaux que les particules (plus fondamentaux même, car selon la théorie quantique des champs (QFT), les particules ne sont que des portions locales dun champ). vue de QFT, le plasma est un mélange de champs de matière et de force. Si nous traitions le système de particules chargées + champ EM sur un pied dégalité, il serait mieux décrit comme plasma électron-photon. De même, il y a un plasma quark-gluon ( où la force forte au lieu de la force EM est dominante).
Donc, les deux points principaux sur les plasmas sont quils contiennent des particules chargées (quelle que soit la force) et des champs et quils sont très compliqués (en raison de leur très forte densité, une condition nécessaire pour briser les particules neutres en leurs composants chargés). Si nous comprenions assez bien le plasma, nous le ferions par ex. être en mesure de réaliser la fusion thermonucléaire (du moins en principe). Ceci nest actuellement pas possible car le plasma est très instable .
Réponse
Le plasma est considéré comme lun des 4 états fondamentaux de la matière. Les particules chargées doivent être suffisamment proches les unes des autres pour que chaque particule influence de nombreuses particules chargées à proximité, plutôt que dinteragir simplement avec la particule la plus proche (ces effets collectifs sont une caractéristique distinctive dun plasma). Lapproximation du plasma est valide lorsque le nombre de porteurs de charge dans la sphère dinfluence (appelée sphère Debye dont le rayon est la longueur de lécran Debye) dune particule particulière est supérieur à lunité pour fournir un comportement collectif des particules chargées. Le nombre moyen de particules dans la sphère Debye est donné par le paramètre plasma
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- Sachez quil existe plusieurs autres états assez exotiques de la matière (Condensats de Bose-Einstein, super-fluides, plasmas quark-gluon, gaz dégénérés, etc.), donc » lun des 4 états fondamentaux de la matière. » est une amende pour la pop-sci ou un traitement dintroduction, mais laisse de côté une physique très intéressante dans des conditions extrêmes.