Znajomy stwierdził, że gwiazdy są gorącymi kulami gazu, jednak wiemy, że technicznie gwiazdy są plazmą. Czy jego stwierdzenie jest całkowicie błędne? Czy plazmę można uznać za formę gazu, czy też należy ją nazwać odrębną formą materii?
Komentarze
- Zespół They Might Be Giants błędnie powiedzieli, że w jednym ze swoich utworów Słońce powstało z ” żarzącego się gazu „, więc nagrali piosenkę korygującą. tmbw.net/wiki/Why_Does_The_Sun_Really_Shine
Odpowiedź
Dobre pytanie! Najważniejsza różnica polega na tym, że w gazie atomy są nienaruszone i w rzeczywistości są zazwyczaj połączone w cząsteczki, podczas gdy w plazma przynajmniej część elektronów jest całkowicie oddzielona od swoich atomów. Innymi słowy, cząsteczki plazmy są naładowane, ale cząsteczki gazu są w większości nienaładowane. Tak więc, technicznie rzecz biorąc, plazma nie jest gazem i należy powiedzieć, że gwiazda jest kulą plazmy, a nie gazem. (W rzeczywistości istnieje cienka warstwa zewnętrzna zwana fotosferą , która w rzeczywistości składa się z gazu, ponieważ temperatura nie jest wystarczająco wysoka, aby utworzyć plazmę)
Jednak poza fizyką ludzie często używają słowa „gaz” w odniesieniu do dowolnego rodzaju substancji w postaci pary iw tym sensie przypuszczam, że liczy się plazma. Jest więc sens, w którym wypowiedź twojego przyjaciela może być rozważana poprawny. Ale to „pytanie do angielskiej witryny.
Komentarze
- ” ” W rzeczywistości istnieje cienka warstwa zewnętrzna zwana fotosferą, która w rzeczywistości składa się z gazu, ponieważ temperatura nie jest ' t wystarczająco wysoka, aby utworzyć plazmę ” ” Chciałbym wiedzieć, które atomy będą odporne na jonizację przy 6000 K.
- Rozsądna część próbki wodoru byłaby neutralny przy 6000 K. Prawdę mówiąc, zgodnie z tymi obliczeniami prawie wszystko.
- Nigdy nie byłem zadowolony z plazmy jako odrębnego stanu Jeśli jonizacja czyni go nowym stanem, dlaczego ' nie namagnesowanie żelaza nie powoduje nowego stanu lub posiadanie ciekłego kryształu z napięciem i bez niego w innych stanach?
- @MartinBeckett Właściwie odnosząc się do stanów namagnesowania lub faz ciekłokrystalicznych jako ” sta wiele rzeczy ” nie jest ' tak rzadkie. Wikipedia en.wikipedia.org/wiki/State_of_matter zawiera całkiem niezły artykuł na ten temat. To naprawdę zależy od tego, jak szerokie lub precyzyjne mają być Twoje terminy.
- Przydatnym dodatkiem do uwagi @Georg ' jest to, że ” widoczna ” powierzchnia słońca (część, którą widzimy świecącą) jest w rzeczywistości dość głęboko w otoczce, a znaczna część otaczającego materiału jest stosunkowo niezjonizowana. Wynika to wyraźnie z tego, że krycie zależy od stopnia jonizacji.
Odpowiedź
Gazy to bardzo proste systemy. Wystarczy wziąć pod uwagę cechę wszystkich gazów, gaz idealny. Nie ma tam żadnych interakcji między cząstkami. Rzeczywiste gazy mają pewne interakcje, ale można je traktować jako zaburzenia gazu doskonałego. Oczywiście w niektórych częściach diagramów fazowych gazy są bardziej skomplikowane. Mówię oczywiście o liniach przejścia do cieczy i ciał stałych, a przede wszystkim o osobliwych rzeczach, które dzieją się w punkcie krytycznym. Ale to, co zwykle uważamy za gaz (np. Powietrze wokół nas), można traktować jako skupisko cząstek, które prawie w ogóle nie oddziałują. Innymi słowy, cząsteczki te są prawie neutralne.
Z drugiej strony ręka, plazma to nie tylko cząstki. Plazma składa się zarówno z cząstek, jak i pól (zwykle jest to pole elektromagnetyczne, ale jest też wiele innych typów) i istnieją bardzo złożone zjawiska, które mogą przenosić energię między polami Jest to bardzo ważny punkt, ponieważ ludzie często zapominają, że pola są tak samo fundamentalne jak cząstki (nawet bardziej fundamentalne, ponieważ zgodnie z kwantową teorią pola (QFT) cząstki są tylko lokalnymi częściami jakiegoś pola). Patrząc na QFT, plazma jest mieszaniną zarówno materii, jak i pól sił. Gdybyśmy potraktowali układ cząstek naładowanych + pole EM na równych zasadach, lepiej byłoby to opisać jako plazma elektronowo-fotonowa. Podobnie jest plazma kwarkowo-gluonowa ( gdzie dominuje siła silna zamiast siły EM).
Zatem główne dwie kwestie dotyczące plazmy to to, że zawierają one naładowane cząstki (pod jakąkolwiek siłą) i pola oraz że są one bardzo skomplikowane (ze względu na dużą gęstość, co jest warunkiem koniecznym do rozbicia neutralnych cząstek ich naładowane składniki). Gdybyśmy wystarczająco dobrze zrozumieli plazmę, moglibyśmy np. być w stanie przeprowadzić syntezę termojądrową (przynajmniej w zasadzie). Obecnie nie jest to możliwe, ponieważ plazma jest bardzo niestabilna .
Odpowiedź
Plazma jest uważana za jeden z 4 podstawowych stanów skupienia. Naładowane cząstki muszą znajdować się na tyle blisko siebie, aby każda z nich wpływała na wiele pobliskich naładowanych cząstek, a nie tylko oddziaływała z najbliższą cząstką (te zbiorowe efekty są wyróżniającą cechą plazmy). Przybliżenie plazmy jest ważne, gdy liczba nośników ładunku w sferze wpływu (zwanej kulą Debyea, której promień jest długością ekranu Debyea) danej cząstki jest większa niż jedność, aby zapewnić zbiorowe zachowanie naładowanych cząstek. Średnia liczba cząstek w sferze Debyea jest podana przez parametr plazmy
Komentarze
- Należy pamiętać, że istnieje kilka innych dość egzotycznych stanów materii (Kondensaty Bosego-Einsteina, superpłyny, plazmy kwarkowo-gluonowe, zdegenerowane gazy itp.), Więc ” jeden z 4 podstawowych stanów materii. ” to grzywna za pop-sci lub zabieg wprowadzający, ale pomija kilka bardzo interesujących fizyki w ekstremalnych warunkach.