En venn uttalte at stjerner er varme gasskuler, men vi vet at teknisk sett er stjerner plasma. Er uttalelsen hans helt feil? Kan et plasma betraktes som en form for gass eller bør det betegnes som en distinkt materieform?
Kommentarer
- Bandet They Might Be Giants feilaktig sa Solen var laget av " glødende gass " i en av sangene deres, så de spilte inn en korreksjonslåt. tmbw.net/wiki/Why_Does_The_Sun_Really_Shine
Svar
Godt spørsmål! Den definerende forskjellen er at i en gass er atomene intakte, og faktisk er de vanligvis bundet til molekyler, mens i en plasma i det minste skiller noen av elektronene seg helt fra atomene sine. Med andre ord er partikler av et plasma ladet, men partikler av en gass er for det meste ikke ladet. Så teknisk sett er ikke et plasma en gass, og det skal sies at en stjerne er en ball av plasma, ikke gass. (Egentlig er det et tynt ytre lag kalt fotosfæren som faktisk består av gass fordi temperaturen ikke er varm nok til å danne plasma)
Men utenfor fysikken bruker folk ofte ordet «gass» for å referere til alle slags dampstoffer, og i den forstand antar jeg at et plasma teller. Så det er en forstand hvor din venns uttalelse kan vurderes riktig. Men det «et spørsmål for det engelske nettstedet.
Kommentarer
- " " Det er faktisk et tynt ytre lag kalt fotosfæren som faktisk består av gass fordi temperaturen ikke er ' t varm nok til å danne plasma " " Jeg vil gjerne vite hvilke atomer som vil motstå ionisering ved 6000 K.
- En rimelig brøkdel av en prøve av hydrogen ville være nøytral på 6000 K. Faktisk, nesten alt i henhold til denne beregningen .
- Jeg var aldri glad for plasma som en egen tilstand av materie. Hvis ioniserende det gjør det til en ny tilstand, hvorfor gjør ikke ' ikke jern som magnetiseres til en ny tilstand, eller har en flytende krystall med og uten spenning forskjellige tilstander?
- @ MartinBeckett Egentlig med henvisning til magnetiseringstilstander eller flytende krystallfaser som " sta tes of matter " isn ' t det uvanlige. Wikipedia no.wikipedia.org/wiki/State_of_matter har ganske god artikkel om dette. Det kommer virkelig an på hvor bredt eller presist du vil at vilkårene dine skal være.
- Et nyttig tillegg til @Georg ' s kommentar er at " synlig " overflaten av solen (den delen vi ser glødende) er faktisk ganske dypt i konvolutten med mye av det overliggende materialet som er relativt ikke-ionisert. Dette er eksplisitt fordi opasiteten avhenger av graden av ionisering.
Svar
Gasser er veldig enkle systemer. Bare vurder et kjennemerke for alle gasser, den ideelle gassen. Det er ingen interaksjoner mellom partiklene der. De virkelige gassene har noen interaksjoner, men disse kan behandles som forstyrrelser av ideell gass. Selvfølgelig, ved visse deler av fasediagrammene, er gasser mer kompliserte. Jeg snakker selvfølgelig om overgangslinjer til væsker og faste stoffer, og viktigst av alt om særegne ting som skjer på det kritiske punktet. Men det vi vanligvis betrakter som gass (f.eks. Luft rundt oss) kan behandles som en mengde partikler som ikke interagerer nesten i det hele tatt. Med andre ord er disse partiklene ganske nøytrale.
På den andre plasma handler ikke bare om partikler. Plasma består av både partikler og felt (vanligvis et EM-felt, men det er også mange andre typer) og det er veldig komplekse fenomener som kan overføre energien mellom feltene og partikler. Dette er et veldig viktig poeng, ettersom folk ofte glemmer at felt er like grunnleggende som partikler (mer grunnleggende jevne, som i henhold til kvantefeltteori (QFT) er partikler bare lokale deler av noe felt) syn på QFT, er plasma en blanding av både materie- og kraftfelt. Hvis vi behandlet systemet med ladede partikler + EM-felt på like grunn, ville det bedre beskrives som elektron-foton-plasma. Tilsvarende er det et kvark-gluon-plasma ( hvor den sterke kraften i stedet for EM-styrken er dominerende).
Så de to viktigste punktene om plasmaer er at de inneholder ladede partikler (under hvilken som helst kraft) og felt, og at de er veldig kompliserte (på grunn av å være veldig tette, en nødvendig forutsetning for å bryte de nøytrale partiklene de ladede komponentene). Hvis vi forsto plasma godt nok, ville vi f.eks. kunne utføre den termonukleære fusjonen (i det minste i prinsippet). Dette er foreløpig ikke mulig fordi plasma er veldig ustabilt .
Svar
Plasma regnes som en av de fire grunnleggende tilstandene i materie. Ladede partikler må være tett nok sammen til at hver partikkel påvirker mange nærliggende ladede partikler, i stedet for bare å samhandle med den nærmeste partikkelen (disse kollektive effektene er et særtrekk ved et plasma). Plasma-tilnærmingen er gyldig når antall ladningsbærere i innflytelsessfæren (kalt Debye-sfæren med en radius på Debye-siktelengden) til en bestemt partikkel er høyere enn enhet for å gi kollektive oppførsel til de ladede partiklene. Gjennomsnittlig antall partikler i Debye-sfæren er gitt av plasmaparameteren
Kommentarer
- Vær oppmerksom på at det er flere andre ganske eksotiske tilstander av materie (Bose-Einstein kondensater, supervæsker, kvark-gluonplasmaer, degenererte gasser og så videre), så " en av de 4 grunnleggende tilstandene i materie. " er en bot for pop-sci eller en innledende behandling, men utelater veldig interessant fysikk under ekstreme forhold.