友人は、星はガスの熱い球であると述べましたが、技術的には星はプラズマであることがわかっています。彼の発言は完全に間違っていますか?プラズマはガスの一種と見なすことができますか、それとも別個の物質の形態と呼ぶ必要がありますか?

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いい質問です!明確な違いは、ガスでは原子は無傷であり、実際には通常分子に結合しているのに対し、プラズマ少なくとも一部の電子は、原子から完全に分離しています。言い換えれば、プラズマの粒子は帯電していますが、ガスの粒子はほとんど帯電していません。したがって、技術的には、プラズマはガスではなく、星はガスではなくプラズマの球であると言わなければなりません。 (実際には、光球と呼ばれる薄い外層があります。これは、プラズマを形成するのに十分な温度ではないため、実際にはガスで構成されています)

しかし、物理学以外では、「ガス」という言葉を使ってあらゆる種類の蒸気物質を指すことがよくあります。その意味では、プラズマが重要だと思います。したがって、友人の発言が考慮されるかもしれないという意味があります。正しい。しかし、それは「英語サイトへの質問です。

コメント

  • " "実際には、プラズマを形成するのに十分な温度ではないため、実際にはガスで構成される光球と呼ばれる薄い外層があります' " "どの原子が6000Kでイオン化に抵抗するか知りたいです。
  • 水素サンプルの妥当な割合は次のようになります。 6000Kでニュートラルです。実際、この計算によるとほぼすべてです。
  • プラズマが別の状態であることに満足したことはありません。問題。イオン化すると新しい状態になるのに、'鉄を磁化して新しい状態にしたり、電圧のある状態とない状態の液晶を持ったりしないのはなぜですか?
  • @MartinBeckett実際には、磁化状態または液晶相を" staと呼びます。問題の問題"はそれほど珍しいことではありません'。ウィキペディア en.wikipedia.org/wiki/State_of_matter には、これに関する非常に優れた記事があります。用語をどの程度広範または正確にするかによって異なります。
  • @Georg 'のコメントに対する有用な補足は、 visible "太陽の表面(私たちが光っている部分)は実際にはエンベロープのかなり深いところにあり、上にある材料の多くは比較的イオン化されていません。これは、不透明度がイオン化の程度に依存するためです。

回答

ガスは非常に単純なシステムです。すべてのガスの特徴である理想気体を考えてみてください。そこにある粒子間には 相互作用はありません。実際のガスにはいくつかの相互作用がありますが、これらは理想気体の摂動として扱うことができます。もちろん、状態図の特定の部分では、ガスはより複雑です。もちろん、液体と固体への遷移線について話しているのですが、最も重要なのは、臨界点で起こる特異なことについてです。しかし、私たちが通常ガスと見なしているもの(たとえば、私たちの周りの空気)は、ほとんど相互作用しない粒子の束として扱うことができます。言い換えると、これらの粒子はほとんど中性です。

一方、プラズマは粒子だけではありません。プラズマは粒子とフィールド(通常はEMフィールドですが、他にも多くの種類があります)の両方で構成され、フィールド間でエネルギーを伝達できる非常に複雑な現象があります。粒子は粒子と同じくらい基本的であることを人々が忘れがちなので、これは非常に重要なポイントです(量子場理論(QFT)によれば、粒子はあるフィールドの局所的な部分にすぎません)。 QFTの観点から見ると、プラズマは物質と力の両方の場の混合物です。帯電した粒子とEM場のシステムを同じ理由で扱った場合、電子光子プラズマとしてより適切に説明されます。同様に、クォークグルオンプラズマ( EM力の代わりに強い力が支配的である場合)。

つまり、プラズマに関する主な2つのポイントは、プラズマには荷電粒子(どんな力でも)と場が含まれていることと、非常に複雑である(非常に密度が高いため、中性粒子を分解するための必要条件)ということです。それらの荷電成分)。プラズマを十分に理解していれば、たとえば熱核融合を実行できる(少なくとも原則として)。プラズマは非常に 不安定であるため現在これは不可能です。

回答

プラズマは、4つの基本的な物質の状態の1つと見なされています。荷電粒子は、最も近い粒子と相互作用するだけでなく、各粒子が近くの多くの荷電粒子に影響を与えるように十分に接近している必要があります(これらの集合的な効果はプラズマの際立った特徴です)。プラズマ近似は、特定の粒子の影響範囲(半径がデバイ長さであるデバイ長と呼ばれる)内の電荷キャリアの数が1より多く、荷電粒子の集合的な振る舞いを提供する場合に有効です。デバイ球内の粒子の平均数は、プラズマパラメータによって与えられます

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  • 他にもかなりエキゾチックな物質の状態がいくつかあることに注意してください(ボーズ・アインシュタイン凝縮、超流体、クォークグルーオンプラズマ、縮退ガスなど)、したがって " 4つの基本的な物質の状態の1つ。" は、ポップサイエンスや入門的な治療には適していますが、極端な条件では非常に興味深い物理学をいくつか省略しています。

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