Un amico ha affermato che le stelle sono sfere calde di gas, tuttavia sappiamo che tecnicamente le stelle sono plasma. La sua affermazione è del tutto errata? Un plasma può essere considerato una forma di gas o dovrebbe essere definito come una forma distinta di materia?
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- The band They Might Be Giants erroneamente hanno detto che il Sole era fatto di ” gas incandescente ” in una delle loro canzoni, quindi hanno registrato una canzone di correzione. tmbw.net/wiki/Why_Does_The_Sun_Really_Shine
Risposta
Bella domanda! La differenza fondamentale è che in un gas gli atomi sono intatti e in effetti sono tipicamente legati in molecole, mentre in un plasma almeno alcuni degli elettroni si separano completamente dai loro atomi. In altre parole, le particelle di un plasma sono cariche, ma le particelle di un gas sono per lo più scariche. Quindi, tecnicamente, un plasma non è un gas e va detto che una stella è una palla di plasma, non un gas. (In realtà, cè un sottile strato esterno chiamato fotosfera che in realtà è costituito da gas perché la temperatura non è abbastanza calda da formare plasma)
Tuttavia, al di fuori della fisica, le persone spesso usano la parola “gas” per riferirsi a qualsiasi tipo di sostanza vaporosa, e in questo senso suppongo che un plasma conti. Quindi cè un senso in cui laffermazione del tuo amico potrebbe essere considerata corretta. Ma questa “è una domanda per il sito inglese.
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- ” ” In realtà, cè un sottile strato esterno chiamato fotosfera che in realtà consiste di gas perché la temperatura non è ‘ t abbastanza calda da formare plasma ” ” Vorrei sapere quali atomi resisteranno alla ionizzazione a 6000 K.
- Una frazione ragionevole di un campione di idrogeno sarebbe neutro a 6000 K. In effetti, quasi tutto secondo questo calcolo .
- Non sono mai stato contento del plasma come stato separato di Se ionizzandolo si trasforma in un nuovo stato, perché ‘ t avere il ferro magnetizzato non ne fa un nuovo stato, oppure avere un cristallo liquido con e senza voltaggio di stati differenti?
- @MartinBeckett In realtà, riferendosi a stati di magnetizzazione o fasi di cristalli liquidi come ” sta tes of matter ” non è ‘ così raro. Wikipedia en.wikipedia.org/wiki/State_of_matter ha un buon articolo su questo. Dipende molto da quanto ampi o precisi desideri siano i tuoi termini.
- Unutile aggiunta al commento di @Georg ‘ è che ” visibile ” la superficie del sole (la parte che vediamo brillare) è in realtà piuttosto profonda nellinvolucro e gran parte del materiale sovrastante è relativamente non ionizzato. Questo è esplicitamente perché lopacità dipende dal grado di ionizzazione.
Risposta
I gas sono sistemi molto semplici. Considera solo un segno distintivo di tutti i gas, il gas ideale. Non ci sono nessuna interazione tra le particelle lì. I gas della vita reale hanno alcune interazioni, ma queste possono essere trattate come perturbazioni del gas ideale. Naturalmente, in alcune parti dei diagrammi di fase i gas sono più complicati. Sto parlando ovviamente di linee di transizione verso liquidi e solidi e, cosa più importante, cose particolari che accadono nel punto critico. Ma ciò che normalmente consideriamo gas (ad esempio laria intorno a noi) può essere trattato come un insieme di particelle che non interagiscono quasi affatto. In altre parole, queste particelle sono praticamente neutre.
Dallaltro Inoltre, il plasma non riguarda solo le particelle. Il plasma consiste sia di particelle che di campi (di solito un campo EM ma ce ne sono anche molti altri tipi) e ci sono fenomeni molto complessi che possono trasferire lenergia tra i campi e particelle. Questo è un punto molto importante poiché le persone spesso dimenticano che i campi sono fondamentali quanto le particelle (anche più fondamentali, poiché secondo la teoria quantistica dei campi (QFT) le particelle sono solo porzioni locali di un campo). Quindi, dal punto di vista della QFT, il plasma è una miscela sia di materia che di campi di forza. Se trattassimo il sistema di particelle cariche + campo EM su basi uguali, sarebbe meglio descritto come plasma elettrone-fotone. Allo stesso modo, cè un plasma quark-gluone ( dove la forza forte invece della forza EM è dominante).
Quindi, i due punti principali sui plasmi sono che contengono particelle cariche (sotto qualsiasi forza) e campi e che sono molto complicati (poiché sono molto densi, una condizione necessaria per rompere le particelle neutre in i loro componenti caricati). Se comprendessimo abbastanza bene il plasma, ad es. essere in grado di eseguire la fusione termonucleare (almeno in linea di principio). Questo non è attualmente possibile perché plasma è molto instabile .
Risposta
Il plasma è considerato uno dei 4 stati fondamentali della materia. Le particelle cariche devono essere abbastanza vicine tra loro da poter influenzare molte particelle cariche vicine, piuttosto che interagire semplicemente con la particella più vicina (questi effetti collettivi sono una caratteristica distintiva di un plasma). Lapprossimazione del plasma è valida quando il numero di portatori di carica allinterno della sfera di influenza (chiamata sfera di Debye il cui raggio è la lunghezza di schermatura di Debye) di una particolare particella è maggiore dellunità per fornire un comportamento collettivo delle particelle cariche. Il numero medio di particelle nella sfera di Debyeèdato dal parametro plasma
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- Tieni presente che ci sono molti altri stati della materia abbastanza esotici (Condensati di Bose-Einstein, superfluidi, plasmi di quark-gluoni, gas degeneri e così via), quindi ” uno dei 4 stati fondamentali della materia. ” va bene per la pop-sci o un trattamento introduttivo, ma tralascia alcuni aspetti fisici molto interessanti in condizioni estreme.