Een vriend zei dat sterren hete gasballen zijn, maar we weten dat sterren technisch gezien plasma zijn. Klopt zijn verklaring helemaal niet? Kan een plasma worden beschouwd als een vorm van gas of moet er naar worden verwezen als een aparte vorm van materie?
Opmerkingen
- De band They Might Be Giants abusievelijk gezegd dat de zon is gemaakt van ” gloeiend gas ” in een van hun liedjes, dus namen ze een correctielied op. tmbw.net/wiki/Why_Does_The_Sun_Really_Shine
Antwoord
Goede vraag! Het bepalende verschil is dat in een gas de atomen intact zijn en in feite typisch zijn gebonden aan moleculen, terwijl in een plasma ten minste enkele van de elektronen scheiden zich volledig van hun atomen. Met andere woorden, deeltjes van een plasma zijn geladen, maar deeltjes van een gas zijn meestal niet geladen. Dus technisch gezien is een plasma geen gas en moet gezegd worden dat een ster een bal plasma is, geen gas. (Eigenlijk is er een dunne buitenlaag genaamd de fotosfeer die eigenlijk uit gas bestaat omdat de temperatuur niet hoog genoeg is om plasma te vormen)
Buiten de natuurkunde gebruiken mensen echter vaak het woord gas om te verwijzen naar elke soort dampvormige substantie, en in die zin veronderstel ik dat een plasma telt. Er is dus een betekenis waarin de verklaring van je vriend zou kunnen worden beschouwd correct. Maar dat “is een vraag voor de Engelse site.
Reacties
- ” ” Eigenlijk is er een dunne buitenlaag, de fotosfeer genaamd, die eigenlijk uit gas bestaat omdat de temperatuur niet ‘ t heet genoeg is om plasma te vormen ” ” Ik zou graag willen weten welke atomen ionisatie weerstaan bij 6000 K.
- Een redelijk deel van een waterstofmonster zou zijn neutraal op 6000K. In feite is bijna alles volgens deze berekening .
- Ik was nooit blij met plasma als een aparte staat van Als het ioniseren het een nieuwe toestand maakt, waarom maakt het niet ‘ t ijzer dan een nieuwe toestand, of heeft het een vloeibaar kristal met en zonder spanning in verschillende toestanden?
- @MartinBeckett Eigenlijk verwijzend naar magnetisatietoestanden of vloeibaar-kristalfasen als ” sta tes van de materie ” is niet ‘ t dat ongewoon. Wikipedia en.wikipedia.org/wiki/State_of_matter heeft hier een behoorlijk goed artikel over. Het hangt er echt van af hoe breed of precies u uw termen wilt hebben.
- Een nuttig addendum bij @Georg ‘ s opmerking is dat de ” zichtbaar ” oppervlak van de zon (het deel dat we zien gloeien) bevindt zich eigenlijk vrij diep in de omhulling waarbij veel van het bovenliggende materiaal relatief niet-geïoniseerd is. Dit komt expliciet omdat de ondoorzichtigheid afhangt van de mate van ionisatie.
Answer
Gassen zijn zeer eenvoudige systemen. Beschouw gewoon een kenmerk van alle gassen, het ideale gas. Er zijn geen interacties tussen de deeltjes daar. De echte gassen hebben enkele interacties, maar deze kunnen worden behandeld als verstoringen van ideaal gas. Natuurlijk zijn gassen bij bepaalde delen van de fasediagrammen gecompliceerder. Ik heb het natuurlijk over overgangslijnen naar vloeistoffen en vaste stoffen en vooral over eigenaardige dingen die op het kritieke punt gebeuren. Maar wat we meestal als gas beschouwen (bijv. Lucht om ons heen) kan worden behandeld als een hoop deeltjes die bijna helemaal geen interactie hebben. Met andere woorden, deze deeltjes zijn vrijwel neutraal.
Aan de andere kant plasma gaat niet alleen over deeltjes. Plasma bestaat uit zowel deeltjes als velden (meestal een EM-veld, maar er zijn ook veel andere typen) en er zijn zeer complexe verschijnselen die de energie tussen de velden kunnen overbrengen en deeltjes. Dit is een heel belangrijk punt, omdat mensen vaak vergeten dat velden net zo fundamenteel zijn als deeltjes (zelfs meer fundamenteel, omdat volgens de kwantumveldentheorie (QFT) deeltjes slechts lokale delen van een bepaald veld zijn). weergave van QFT, plasma is een mengsel van zowel materie als krachtvelden. Als we het systeem van geladen deeltjes + EM-veld op gelijke gronden zouden behandelen, zou het beter kunnen worden omschreven als elektronen-foton plasma. Evenzo is er een quark-gluon plasma ( waar de sterke kracht in plaats van de EM-kracht dominant is).
De belangrijkste twee punten van plasmas zijn dus dat ze geladen deeltjes (onder welke kracht dan ook) en velden bevatten en dat ze erg gecompliceerd zijn (omdat ze erg dicht zijn, een noodzakelijke voorwaarde om de neutrale deeltjes hun opgeladen componenten). Als we plasma goed genoeg zouden begrijpen, zouden we b.v. de thermonucleaire fusie kunnen uitvoeren (althans in principe). Dit is momenteel niet mogelijk omdat plasma erg onstabiel is.
Antwoord
Plasma wordt beschouwd als een van de 4 fundamentele toestanden van materie. Opgeladen deeltjes moeten zo dicht bij elkaar zijn dat elk deeltje veel nabijgelegen geladen deeltjes beïnvloedt, in plaats van alleen interactie met het dichtstbijzijnde deeltje (deze collectieve effecten zijn een onderscheidend kenmerk van een plasma). De plasmabenadering is geldig wanneer het aantal ladingsdragers binnen de invloedssfeer (de Debye-bol genoemd waarvan de straal de Debye-afschermingslengte is) van een bepaald deeltje groter is dan de eenheid om collectief gedrag van de geladen deeltjes te verschaffen. Het gemiddelde aantal deeltjes in de Debye-bol wordt gegeven door de plasmaparameter
Opmerkingen
- Houd er rekening mee dat er verschillende andere vrij exotische toestanden van materie zijn (Bose-Einstein condenseert, supervloeistoffen, quark-gluon-plasmas, gedegenereerde gassen enzovoort), dus ” een van de 4 fundamentele toestanden van materie. ” is prima voor pop-sci of een inleidende behandeling, maar laat een aantal zeer interessante fysica achterwege onder extreme omstandigheden.