Un prieten a afirmat că stelele sunt bile fierbinți de gaz, totuși știm că tehnic stelele sunt plasmă. Este complet incorectă afirmația sa? Poate fi considerată o plasmă o formă de gaz sau ar trebui numită o formă distinctă de materie?
Comentarii
- Trupa They Might Be Giants a spus în mod eronat că Soarele era format din ” gaz incandescent ” într-una dintre melodiile lor, așa că au înregistrat un cântec de corecție. tmbw.net/wiki/Why_Does_The_Sun_Really_Shine
Răspuns
Bună întrebare! Diferența definitorie este că într-un gaz atomii sunt intacti și, de fapt, sunt de obicei legați în molecule, în timp ce într-un plasma cel puțin unii dintre electroni se separă în totalitate de atomii lor. Cu alte cuvinte, particulele de plasmă sunt încărcate, dar particulele de gaz sunt în mare parte neîncărcate. Deci, din punct de vedere tehnic, o plasmă nu este un gaz și ar trebui spus că o stea este o minge de plasmă, nu un gaz. (De fapt, există un strat exterior subțire numit fotosferă care constă de fapt din gaz deoarece temperatura nu este „suficient de fierbinte pentru a forma plasma)
u toate acestea, în afara fizicii, oamenii folosesc adesea cuvântul „gaz” pentru a se referi la orice fel de substanță vaporoasă și, în acest sens, presupun că o plasmă contează. Deci, există un sens în care afirmația prietenului tău ar putea fi luată în considerare corect. Dar această „întrebare pentru site-ul în limba engleză.
Comentarii
- ” ” De fapt, există un strat exterior subțire numit fotosferă care constă de fapt din gaz deoarece temperatura nu este suficient de fierbinte pentru a forma plasma ” ” Aș dori să știu ce atomi vor rezista la ionizare la 6000 K.
- O fracțiune rezonabilă dintr-o probă de hidrogen ar fi neutru la 6000K. De fapt, aproape totul conform acestui calcul .
- Nu am fost niciodată mulțumit de plasmă ca stare separată a dacă ionizantul îl face să devină o stare nouă, de ce nu ‘ nu are magnetizat fierul o face să fie o stare nouă sau să aibă un cristal lichid cu și fără tensiune stări diferite?
- @ MartinBeckett De fapt, referindu-se la stările de magnetizare sau la fazele cristalelor lichide ca ” sta teste de materie ” nu este ‘ t atât de neobișnuit. Wikipedia en.wikipedia.org/wiki/State_of_matter are un articol destul de bun despre asta. Depinde într-adevăr de cât de largi sau precise doriți ca termenii dvs. să fie.
- Un addendum util la remarca @Georg ‘ este că ” suprafața vizibilă ” suprafața soarelui (partea pe care o vedem strălucitoare) este de fapt destul de adâncă în plic, cu o mare parte din materialul suprapus fiind relativ neionizat. Acest lucru se întâmplă în mod explicit deoarece opacitatea depinde de gradul de ionizare.
Răspuns
Gazele sunt sisteme foarte simple. Luați în considerare un semn distinctiv al tuturor gazelor, gazul ideal. Există nu interacțiuni între particulele de acolo. Gazele din viața reală au unele interacțiuni, dar acestea pot fi tratate ca perturbări ale gazului ideal. Desigur, la anumite porțiuni ale diagramelor de fază gazele sunt mai complicate. Desigur, vorbesc despre liniile de tranziție la lichide și solide și, cel mai important, despre lucruri deosebite care se întâmplă în punctul critic. Dar ceea ce considerăm de obicei gaz (de exemplu, aerul din jurul nostru) poate fi tratat ca o grămadă de particule care nu interacționează aproape deloc. Cu alte cuvinte, aceste particule sunt aproape neutre.
Pe de altă parte mână, plasma nu este doar despre particule. Plasma constă atât din particule, cât și din câmpuri (de obicei un câmp EM, dar există și multe alte tipuri) și există fenomene foarte complexe care pot transfera energia între câmpuri Acesta este un punct foarte important, deoarece oamenii uită adesea că câmpurile sunt la fel de fundamentale ca particulele (mai fundamental chiar, deoarece, conform teoriei cuantice a câmpului (QFT), particulele sunt doar porțiuni locale ale unui câmp). Deci, din punctul din QFT, plasma este un amestec atât de materie cât și de câmpuri de forță. Dacă am trata sistemul de particule încărcate + câmp EM pe motive egale ar fi mai bine descris ca plasmă electron-foton. În mod similar, există o plasmă quark-gluon ( unde forța puternică în locul forței EM este dominantă).
Deci, principalele două puncte despre plasme sunt că acestea conțin particule încărcate (sub orice forță) și câmpuri și că sunt foarte complicate (datorită faptului că sunt foarte dense, o condiție necesară pentru spargerea particulelor neutre în componentele lor încărcate). Dacă am înțelege suficient de bine plasma, am face de ex. să poată efectua fuziunea termonucleară (cel puțin în principiu). În prezent, acest lucru nu este posibil, deoarece plasma este foarte instabilă .
Răspuns
Plasma este considerată una dintre cele 4 stări fundamentale ale materiei. Particulele încărcate trebuie să fie suficient de apropiate pentru ca fiecare particulă să influențeze multe particule încărcate din apropiere, mai degrabă decât să interacționeze cu particula cea mai apropiată (aceste efecte colective sunt o caracteristică distinctivă a unei plasme). Aproximarea plasmei este valabilă atunci când numărul purtătorilor de sarcină din sfera de influență (numită sfera Debye a cărei rază este lungimea de screening Debye) a unei particule particulare este mai mare decât unitatea pentru a asigura un comportament colectiv al particulelor încărcate. Numărul mediu de particule din sfera Debye este dat de parametrul plasmei
Comentarii
- Rețineți că există mai multe alte stări de materie destul de exotice (Condensate Bose-Einstein, super-fluide, plasme quark-gluon, gaze degenerate și așa mai departe), deci ” una dintre cele 4 stări fundamentale ale materiei. ” este o amendă pentru pop-sci sau un tratament introductiv, dar lasă în afara unor fizici foarte interesante în condiții extreme.