User:سید حسین تیشه برپا

پلاسما Lightning3.jpg NeTube.jpg لامپ پلاسما 2.jpg شاتل فضایی آتلانتیس در آسمان در تاریخ 21 ژوئیه 2011 ، تا آخرین فرود آن بالا: چراغ های صاعقه و نئون تولید کننده های متداول پلاسما هستند. پایین سمت چپ: یک جهان پلاسما ، برخی از پدیده های پیچیده پلاسما ، از جمله رشته را نشان می دهد. پایین سمت راست: دنباله پلاسما از شاتل فضایی آتلانتیس در طول ورود مجدد به جو زمین ، به عنوان از دیده ایستگاه فضایی بین المللی. پلاسما (از یونان باستان πλάσμα ، به معنی "ماده moldable، [1] ) یکی از چهار ایالت بنیادی ماده ، و برای اولین بار توسط شیمیدان شرح داده شد ایروینگ لانگمویر [2] در 1920s. [3] این از گاز یون ها - اتم هایی که برخی از الکترون های مداری خود را حذف کرده اند - و الکترون های آزاد تشکیل شده است . پلاسما را می توان با گرم کردن یا قرار دادن یک گاز خنثی به یک میدان الکترومغناطیسی قوی به طور مصنوعی تولید کرد تا جایی که یک ماده گازی یونیزه شده به طور فزاینده ای از طریق الکتریکی هدایت می شود.. یونها و الکترونهای بار شده حاصل تحت تأثیر میدانهای الکترومغناطیسی با برد طولانی قرار می گیرند و پویایی پلاسما را نسبت به یک گاز خنثی نسبت به این میدان ها حساس تر می کنند. [4]

گازهای پلاسما و یونیزه شده بر خلاف حالتهای دیگر دارای خواص و رفتارهای نمایشگر هستند و انتقال بین آنها بیشتر مربوط به نامگذاری [2] است و مورد تفسیر قرار می گیرد. [5] با توجه به دما و تراکم محیطی که حاوی پلاسما است ، ممکن است اشکال جزئی یونیزه شده یا کاملاً یونیزه پلاسما تولید شود. علائم نئون و رعد و برق نمونه هایی از پلاسماهای جزئی یونیزه شده هستند. [6] یونوسفر زمین پلاسما است و مگنتوسفر حاوی پلاسما در محیط فضایی اطراف زمین است.. فضای داخلی خورشید نمونه ای از پلاسما کاملاً یونیزه شده است ، [7] به همراه تاج خورشیدی [8] و ستارگان. [9]

بارهای مثبت در یونها با جدا کردن الکترونها در مدار هسته هسته ، جایی که تعداد کل الکترون های برداشته شده مربوط به افزایش دما یا تراکم موضعی سایر مواد یونیزه شده است ، حاصل می شود. این همچنین می تواند توسط تفکیک همراه پیوندهای مولکولی ، [10] هر چند این روند متفاوت و مجزا از است فرآیندهای شیمیایی از فعل و انفعالات یون در مایعات یا رفتار یون مشترک در فلزات. پاسخ پلاسما به میدان های الکترومغناطیسی در بسیاری از دستگاه های فن آوری مدرن مانند تلویزیون های پلاسما یا اچ پلاسما استفاده می شود .[11]

پلاسما ممکن است فراوان ترین شکل ماده معمولی در جهان باشد ، [12] اگرچه این فرضیه در حال حاضر براساس وجود و خصوصیات ناشناخته ماده تاریک آزمایشی است. پلاسما بیشتر با ستاره ها در ارتباط است ، و به محیط داخل روده ای کمیاب و احتمالاً نواحی بین قاره ای گسترش می یابد. [13]

فهرست 1	تاریخچه 2	ویژگی و پارامتر 2.1	تعریف درجه حرارت	2.2 2.2.1	کاملاً در مقابل گازهای یونیزه شده جزئی (ضعیف) 2.2.2	پلاسماهای حرارتی و غیر گرمایی (سرد) 2.3	بالقوه پلاسما 2.4	آهنربایی 2.5	مقایسه مراحل پلاسما و گاز 3	پلاسمای علوم فضایی و نجوم 4	پلاسمای معمولی 5	پدیده پیچیده پلاسما 5.1	رشته 5.2	پلاسما غیر خنثی 5.3	پلاسما / دانه گرد و غبار 5.4	پلاسما غیرقابل نفوذ 6	توضیحات ریاضی 6.1	مدل سیال 6.2	مدل جنبشی 7	پلاسمای مصنوعی 7.1	تولید پلاسمای مصنوعی 7.1.1	قوس الکتریکی 7.2	نمونه هایی از پلاسما صنعتی / تجاری 7.2.1	تخلیه کم فشار 7.2.2	فشار اتمسفر مبدل های	7.3	MHD 8	تحقیق 9	روانشناختی 10	نمونه تحقیق 11	همچنین ببینید 12	یادداشت 13	مرجع 14	پیوند خارجی تاریخ کلمه پلاسما می آید از یونان باستان πλάσμα ، به معنی "ماده moldable، [1] و یا" ژله، [2] و رفتار هسته های اتمی یونیزه شده و الکترون در داخل منطقه اطراف آن از پلاسما توصیف می کند. خیلی ساده ، هر یک از این هسته ها در دریای متحرک الکترون ها معلق می شوند. پلاسما اولین بار در یک لوله کروک شناسایی شد ، و به همین ترتیب توسط سر ویلیام کرووک در سال 1879 توصیف شد (وی آن را "ماده تابشی" نامید). [14] ماهیت این ماده " اشعه کاتدی " متعاقبا توسط فیزیکدان انگلیسی سر جی جی تامسون در سال 1897 مشخص شد. [15]

اصطلاح پلاسما توسط ایروینگ لانگمویر در سال 1928 ابداع شده است. [16] لوئی تونکس و هارولد مت اسمیت ، که هر دو در دهه 1920 با ایروینگ لانگمویر همکاری داشتند ، به یاد می آورند که لانگمیر نخستین بار از کلمه "پلاسما" به صورت مشابه به خون استفاده کرد. [17] [18] به خصوص ، مت اسمیت یادآوری می کند که انتقال الکترون ها از رشته های ترمیونی به لانگمیر را یادآوری می کند: "نحوه حمل پلاسمای خون بدن و میکروب های قرمز و سفید". [19]

لانگمویر پلاسمائی را که مشاهده کرد به شرح زیر است:

" به جز در نزدیکی الکترودها ، که در آن غلافها حاوی الکترونهای بسیار کمی هستند ، گاز یونیزه شده حاوی یونها و الکترون ها در تعداد تقریباً یکسان است به طوری که بار فضایی حاصل از آن بسیار اندک باشد. ما برای توصیف این منطقه حاوی بارهای متعادل از نام پلاسمایی استفاده خواهیم کرد. یون و الکترون. " [16] مکانیک پیوسته قوانین[نمایش] مکانیک جامد[نمایش] مکانیک سیالات[پنهان] مایعات آمار · پویا اصل ارشمیدس · اصل برنولی معادلات ناویر-استوکس معادله پوئیزویل · قانون پاسکال ویسکوزیته ( نیوتنی · غیر نیوتنی ) شناوری · مخلوط کردن  · فشار مایعات کشش سطحیعمل مویرگی گازها اتمسفرقانون بویلقانون چارلزقانون گی-لوساکقانون گاز ترکیبی پلاسما رئولوژی[نمایش] دانشمندان[نمایش] vتیه خصوصیات و پارامترها

هنرمند تفسیر از زمین چشمه پلاسما ، نشان دادن یون های اکسیژن، هلیوم و هیدروژن که از مناطق نزدیک قطب های زمین به فضا فوران. منطقه زرد کم رنگ که در بالای قطب شمال نشان داده شده است ، گازی است که از زمین به فضا گم می شود. منطقه سبز شفق شمالی است ، جایی که انرژی پلاسما دوباره به جو می ریزد. [20] تعریف پلاسما حالت ماده ای است که در آن یک ماده گاز یونیزه شده به شدت رسانا می شود تا جایی که میدان های الکتریکی و مغناطیسی با برد طولانی بر رفتار ماده مسلط می شوند. [21] [22] حالت پلاسما را می توان با حالت های دیگر تضاد کرد : جامد ، مایع و گاز.

پلاسما یک ماده الکتریکی خنثی از ذرات مثبت و منفی نامحدود است (یعنی بار کلی یک پلاسما تقریبا صفر است). اگرچه این ذرات محدود نیستند ، اما به معنای عدم تجربه نیروهای "آزاد" نیستند. ذرات باردار در حال حرکت ، یک جریان الکتریکی را درون یک میدان مغناطیسی ایجاد می کنند و هرگونه حرکت یک ذره پلاسما باردار ، تحت تأثیر میدان های ایجاد شده توسط بارهای دیگر قرار می گیرد. این به نوبه خود حاکم بر رفتار جمعی و درجات مختلف تنوع است. [10] [23] سه عامل یک پلاسما را تعریف می کنند: [24] [25]

تقریب پلاسما : تقریب پلاسما هنگامی اعمال می شود كه پارامتر پلاسما ، Λ ، [26] كه تعداد حامل های بار را در یك کره نشان می دهد (به نام کره Debye كه شعاع آن طول غربالگری Debye است) در اطراف یك ذره باردار معین ، به اندازه كافی زیاد است برای محافظت از نفوذ الکترواستاتیک ذرات در خارج از کره. [21] [22] فعل و انفعالات فله : طول غربالگری Debye (در بالا تعریف شده) در مقایسه با اندازه بدنی پلاسما کوتاه است. این معیار بدان معنی است که فعل و انفعالات در بخش عمده پلاسما نسبت به لبه های آن ، جایی که ممکن است اثرات مرزی رخ دهد ، از اهمیت بیشتری برخوردار هستند. وقتی این معیار ارضا شود ، پلاسما quasineutral است. [27] فرکانس پلاسما : فرکانس پلاسما الکترونی (اندازه گیری نوسانات پلاسما الکترون ها) در مقایسه با فرکانس برخورد الکترون خنثی (اندازه گیری فرکانس برخورد بین الکترون ها و ذرات خنثی) بزرگ است. وقتی این شرط معتبر باشد ، برهم کنش های الکترواستاتیک بر فرایندهای سینتیک گازی معمولی حاکم است. [28] درجه حرارت درجه حرارت پلاسما معمولاً در ولتاژهای کلوین یا الکترون اندازه گیری می شود و به طور غیررسمی ، اندازه گیری انرژی جنبشی حرارتی در هر ذره است. درجه حرارت بالا معمولاً برای پایدار سازی یونیزاسیون مورد نیاز است ، که این یک ویژگی تعیین کننده پلاسما است. درجه یونیزاسیون پلاسما توسط دمای الکترون نسبت به انرژی یونیزاسیون (و از نظر چگالی ضعیف تر) تعیین می شود ، در رابطه ای به نام معادله ساها. در دماهای پایین ، یون ها و الکترون ها تمایل دارند که به حالت های محدود در اتم ها متصل شوند (29) و پلاسما در نهایت تبدیل به گاز می شود.

در بیشتر موارد ، الکترون ها به اندازه کافی به تعادل حرارتی نزدیک هستند که دمای آنها نسبتاً خوب تعریف شده باشد. این حتی در شرایطی که انحراف قابل توجهی از عملکرد توزیع انرژی ماکسول وجود دارد ، به عنوان مثال ، به دلیل تابش اشعه ماوراء بنفش ، ذرات پرانرژی یا میدانهای برقی قوی وجود دارد. به دلیل اختلاف زیاد در جرم ، الکترونها خیلی سریعتر از آنکه در تعادل با یونها یا اتمهای خنثی قرار بگیرند ، در بین ترمودینامیک قرار می گیرند. به همین دلیل ممکن است دمای یون با (معمولاً پایین تر از) دمای الکترون متفاوت باشد. این امر به ویژه در پلاسماهای ضعیف یونیزه شده ، جایی که یونها اغلب در نزدیکی آن هستند ، شایع استدمای محیط.

گازهای یونیزه شده کاملاً در مقابل (ضعیف) مقاله اصلی: درجه یونیزاسیون همچنین ببینید: مقاومت اسپیتزر برای وجود پلاسما ، یونیزاسیون لازم است. اصطلاح "چگالی پلاسما" به خودی خود معمولاً به "چگالی الکترونی" ، یعنی تعداد الکترون های آزاد در هر واحد واحد اشاره دارد. درجه یونیزاسیون پلاسما نسبت اتم که از دست داده اند و یا الکترون به دست آورده است، و با درجه حرارت الکترون و یون و الکترون یون در مقابل فرکانس برخورد الکترون خنثی کنترل می شود. درجه یونیزاسیون ،\ displaystyle \ alpha\ آلفا ، به عنوان ... تعریف شده است \ displaystyle \ alpha = {\ frac {n_ {i}} {n_ {i} + n_ {n}}}}\ alpha = \ frac {n_i} {n_i + n_n، جایی که {\ displaystyle n_ {i}}n_ {من چگالی تعداد یونها و {\ نمایشگر n_ {n}}n_nتراکم عدد اتمهای خنثی است. چگالی الکترونی توسط میانگین وضعیت شارژ این مربوط [ به توضیح بیشتر نیاز ] \ displaystyle \ langle Z \ rangle\ langle Z \ rangle از یونها از طریق \ displaystyle n_ {e} = \ langle Z \ rangle n_ {i}}n_e = \ langle Z \ rangle n_i، جایی که {\ displaystyle n_ {e}n_ {e تراکم تعداد الکترون ها است.

در یک پلاسما ، فرکانس برخورد یون الکترونی {\ displaystyle \ nu _ {ei}}{\ displaystyle \ nu _ {ei}} بسیار بیشتر از فرکانس برخورد الکترون خنثی است {\ صفحه نمایش \ nu _ {en}{\ صفحه نمایش \ nu _ {en}. بنابراین ، با درجه ضعیف یونیزاسیون\ displaystyle \ alpha\ آلفا فرکانس برخورد یون الکترونی می تواند با فرکانس برخورد الکترون خنثی برابر باشد: \ displaystyle \ nu _ {ei} = \ nu _ {en}}\ displaystyle \ nu _ {ei} = \ nu _ {en}} حد جدا شده از پلاسما از جزئی یا کاملاً یونیزاسیون است.

اصطلاح گاز کاملاً یونیزه شده توسط لیمان اسپیتزر به معنای درجه یونیزاسیون وحدت نیست ، بلکه تنها این است که پلاسما در یک رژیم تحت سلطه کوولمب قرار دارد ، یعنی هنگامی که\ displaystyle \ nu _ {ei}> \ nu _ {en}}\ displaystyle \ nu _ {ei}> \ nu _ {en}}، که می تواند با درجه یونیزاسیون کم 0.01٪ مطابقت داشته باشد. [30] یک گاز یونیزه جزئی یا ضعیف بدان معنی است که پلاسما در برخورد کولوم تحت تسلط نیست ، یعنی هنگامی که\ displaystyle \ nu _ {ei} <\ nu _ {en}}\ displaystyle \ nu _ {ei} <\ nu _ {en}}. بیشتر پلاسماهای "فن آوری" (مهندسی شده) گازهای ضعیف یونیزه شده هستند.

حرارتی در مقابل پلاسما غیر گرمایی (سرد) مقاله اصلی: پلاسما غیر گرمایی همچنین مشاهده کنید: پلاسما آنیزوترمال براساس دمای نسبی الکترون ها ، یون ها و نوتال ها ، پلاسما ها به عنوان "حرارتی" یا "غیر حرارتی" طبقه بندی می شوند (به آن "پلاسماهای سرد" نیز می گویند).

پلاسماهای حرارتی دارای الکترون ها و ذرات سنگین در همان درجه حرارت هستند ، یعنی در تعادل حرارتی با یکدیگر قرار دارند. پلاسماهای غیرترمال از طرف دیگر گازهای یونیزه نشده ای نیستند و دارای دو درجه حرارت هستند: یون ها و نوتال ها در دمای پایین (گاهی اوقات دمای اتاق ) باقی می مانند ، در حالی که الکترون ها بسیار داغ تر هستند. (display \ displaystyle T_ {e} \ gg T_ {n}}T_e \ gg T_n) [31] نوعی پلاسما غیر گرمایی مشترک ، گاز بخار جیوه در لامپ فلورسنت است ، جایی که "گاز الکترون ها" به 10،000 کلوین می رسد ، در حالی که بقیه گاز به سختی بالاتر از دمای اتاق می ماند ، بنابراین لامپ حتی می تواند باشد. هنگام کار با دست لمس کرد. یک مورد خاص و غیرمعمول از پلاسما غیر گرمایی "معکوس" ، پلاسما درجه حرارت بسیار بالا است که توسط دستگاه Z تولید می شود ، جایی که یون ها بسیار گرمتر از الکترون ها هستند. [32] [33]

پتانسیل پلاسما

رعد و برق به عنوان نمونه ای از پلاسما موجود در سطح زمین: به طور معمول ، رعد و برق 30 کیلوآمپر را تا 100 مگاولت تخلیه می کند و امواج رادیویی ، نور ، X ، و حتی پرتوهای گاما را ساطع می کند. [34] دمای پلاسما می تواند به 30000 K نزدیک شود و تراکم الکترون ممکن است از 10 24 m- 3 تجاوز کند. از آنجا که پلاسماها رسانای الکتریکی بسیار خوبی هستند ، پتانسیلهای الکتریکی نقش مهمی دارند. [ نیاز به شفاف سازی ] میانگین پتانسیل در فضای بین ذرات باردار ، مستقل از نحوه اندازه گیری آن ، "پتانسیل پلاسما" یا "پتانسیل فضا" نامیده می شود. اگر یک الکترود به پلاسما وارد شود ، بالقوه آن به دلیل آنچه که به عنوان غلاف Debye گفته می شود ، به طور قابل توجهی زیر پتانسیل پلاسما قرار خواهد گرفت. هدایت الکتریکی خوب پلاسما باعث می شود میدانهای الکتریکی آنها بسیار کم باشد. این منجر به مفهوم مهم "quasineutrality" می شود ، که می گوید چگالی بارهای منفی تقریبا برابر است با چگالی بارهای مثبت نسبت به حجم زیادی از پلاسما (\ displaystyle n_ {e} = \ langle Z \ rangle n_ {i}}n_e = \ langle Z \ rangle n_i) ، اما در مقیاس طول Debye می تواند عدم تعادل بار باشد. در مورد خاص که لایه های دوتایی تشکیل می شوند ، جداسازی بار می تواند دهها طول Debye را گسترش دهد. [ نیاز به استناد ]

مقدار پتانسیل ها و میدان های الکتریکی باید به غیر از پیدا کردن چگالی بار خالص تعیین شود. یک مثال معمول این است که فرض کنیم الکترونها رابطه بولتزمن را راضی می کنند :

\ displaystyle n_ {e} \ propto e ^ {e \ Phi / k_ {B} T_ {e}}.n_ {e} \ propto e ^ {e \ Phi / k_ {B} T_ {e}. تمایز این رابطه وسیله ای برای محاسبه میدان الکتریکی از تراکم فراهم می کند:

{\ displaystyle {\ vec {E}} = (k_ {B} T_ {e} / e) (\ nabla n_ {e} / n_ {e}).\ vec {E} = (k_BT_e / e) (\ nabla n_e / n_e). می توان پلاسما را تولید کرد که قطعی نیست. به عنوان مثال یک پرتوی الکترون فقط بارهای منفی دارد. چگالی یک پلاسما غیر خنثی باید به طور کلی بسیار کم باشد ، یا بسیار کوچک باشد ، در غیر این صورت با نیروی دافع الکترواستاتیک دافع از بین می رود. [35]

در پلاسماهای اخترفیزیکی ، غربالگری Debye مانع از تأثیر مستقیم میدان های الکتریکی بر پلاسما در مسافت های بزرگ ، یعنی بیشتر از طول Debye می شود. با این وجود وجود ذرات باردار باعث تولید پلاسما شده و تحت تأثیر میدانهای مغناطیسی قرار می گیرد. این می تواند و می تواند باعث رفتار بسیار پیچیده ای شود ، مانند ایجاد لایه های دو پلاسما ، جسمی که بار را از چند ده طول Debye جدا می کند. پویایی از پلاسما تعامل با خارجی و خود تولید میدان مغناطیسی در مورد مطالعه رشته دانشگاهی از مغناطیس. [36]

آهنربایی گفته می شود پلاسما با یک میدان مغناطیسی به اندازه کافی قوی که بتواند بر حرکت ذرات باردار تأثیر بگذارد ، مغناطیسی می شود. یک معیار کمی مشترک این است که یک ذره بطور متوسط ​​حداقل یک غشاء را در اطراف میدان مغناطیسی قبل از برخورد ، کامل می کند ،\ displaystyle \ omega _ {\ mathrm {ce}} / v _ {\ mathrm {coll}> 1\ omega _ {\ mathrm {ce}} / v _ {\ mathrm {coll}}> 1، جایی که \ displaystyle \ omega _ {\ mathrm {ce}}}\ امگا _ {\ ریاضی {ce}} "ژیروفرکانس الکترونی" و \ displaystyle v _ {\ mathrm {coll}}}v _ {\ ریاضی {کلک}}"میزان برخورد الکترونی" است. اغلب این مورد وجود دارد که الکترونها مغناطیسی می شوند در حالی که یون ها نیستند. پلاسماهای مغناطیسی ناهمسانگرد هستند ، به این معنی که خواص آنها در جهت موازی با میدان مغناطیسی با خصوصیات عمود بر آن متفاوت است. در حالی که میدانهای الکتریکی در پلاسما به دلیل هدایت زیاد معمولاً اندک هستند ، میدان الکتریکی مرتبط با پلاسما در حال حرکت در یک میدان مغناطیسی توسط\ displaystyle \ mathbf {E} = -v \ بار \ mathbf {B}}\ mathbf {E} = -v \ برابر \ mathbf {B (جایی که \ displaystyle \ mathbf {E}\ mathbf {E میدان الکتریکی است ، \ displaystyle \ mathbf {v}\ mathbf {v  سرعت ، و \ displaystyle \ mathbf {B}}\ mathbf {B میدان مغناطیسی است) ، و تحت تأثیر محافظت از Debye نیست. [37]

مقایسه مراحل پلاسما و گاز پلاسما معمولاً بعد از مواد جامد ، مایعات و گازها ، چهارمین ماده ماده است ، با وجود این که پلاسما یک گاز یونیزه شده است. [38] [39] [40] این ماده و سایر حالتهای انرژی کم ماده متمایز است. اگرچه با فاز گاز ارتباط نزدیکی دارد به این دلیل که فرم و حجم مشخصی نیز ندارد ، اما از نظر روش های مختلفی از جمله موارد زیر متفاوت است:

ویژگی	گاز	پلاسما رسانایی الکتریکی	بسیار کم : هوا عایق بسیار خوبی است تا زمانی که در قدرت میدان الکتریکی بالاتر از 30 کیلوولت بر سانتیمتر در پلاسماها تجزیه نشود. [41]	معمولاً بسیار زیاد : برای بسیاری از اهداف ، هدایت پلاسمایی ممکن است بی نهایت تلقی شود. گونه هایی که به طور مستقل عمل می کنند	یک : همه ذرات بنزین ، تحت تأثیر گرانش و در اثر برخورد با یکدیگر ، به شکلی مشابه رفتار می کنند. دو یا سه : الکترون ها ، یون ها ، پروتون ها و نوترون ها را می توان با علامت و ارزش بار آنها متمایز کرد به گونه ای که در بسیاری از شرایط با سرعت و دمای فله های مختلف به طور مستقل رفتار می کنند و به پدیده هایی از جمله انواع جدید امواج و بی ثباتی ها اجازه می دهند. توزیع سرعت	ماکسولین : برخورد معمولاً منجر به توزیع سرعت ماکسول در کلیه ذرات بنزین با تعداد بسیار کمی ذرات نسبتاً سریع می شود. غالباً غیر Maxwellian : فعل و انفعالات برخورد اغلب در پلاسماهای گرم ضعیف هستند و مجبور کردن خارجی می تواند پلاسماها را از تعادل محلی دور کند و منجر به جمعیت قابل توجهی از ذرات غیر معمول سریع شود. فعل و انفعالات	دودویی : برخورد دو ذره یک قاعده است ، برخورد سه بدن بسیار نادر است. جمعی : امواج یا حرکت منظم پلاسما بسیار مهم هستند زیرا ذرات می توانند در فاصله های طولانی از طریق نیروهای الکتریکی و مغناطیسی تعامل داشته باشند. پلاسما در علم فضا و نجوم اطلاعات بیشتر: پلاسما نجومی ، محیط بین ستاره ای و فضای بین محرمانه همچنین ببینید: مگنتوهیدرودینامیک پلاسما متداولترین مرحله ماده عادی در جهان است ، هم از نظر حجم و هم از نظر حجم. [42]

در بالای سطح زمین ، یونوسفر یک پلاسما است ، [43] و مگنتوسفر حاوی پلاسما است. [44] در منظومه شمسی ما ، فضای بین سیاره ای با پلاسمائی که از طریق باد خورشیدی بیرون می رود پر شده است ، و از سطح خورشید تا هلیوپا امتداد می یابد. علاوه بر این ، همه ستاره های دوردست ، و فضای زیادی بین ستارگان یا فضای بین بین کهکشانی نیز ممکن است با پلاسما پر شده باشد ، اگرچه در تراکم بسیار کمی باشد. پلاسماهای اخترفیزیکی همچنین در دیسک های Accretion اطراف ستاره یا اشیاء فشرده مانند کوتوله های سفید ، ستاره های نوترونی مشاهده می شوندیا سیاهچاله ها در سیستم های ستاره ای باینری نزدیک. [45] پلاسما با بیرون راندن مواد در جت های اخترفیزیکی همراه است ، که با جمع شدن سیاهچاله ها مشاهده می شود [46] یا در کهکشان های فعال مانند جت M87 که احتمالاً تا 5000 سال نوری گسترش می یابد مشاهده شده است. [47]

پلاسماهای معمولی پلاسما در اشکال و مکانهای مختلف می تواند در طبیعت ظاهر شود ، که می تواند به طور گسترده در جدول زیر خلاصه شود:

اشکال متداول پلاسما مصنوعی تولید می شود	پلاسماهای زمینی	پلاسماهای فضایی و اخترفیزیکی کسانی که در یافت نمایشگرهای پلاسما ، از جمله صفحه نمایش تلویزیون. داخل لامپهای فلورسنت (روشنایی کم انرژی) ، علائم نئون [48] اگزوز موشک و فشار دهنده یونی این منطقه در مقابل یک فضاپیما را سپر حرارتی در طول ورود مجدد به جو در داخل ژنراتور ازن تخلیه تاج تحقیقات انرژی فیوژن قوس الکتریکی در یک لامپ قوسی ، یک قوس جوشکار و یا مشعل پلاسما توپ پلاسما (گاهی اوقات کره پلاسما یا کره پلاسما خوانده می شود ) قوس های تولید شده توسط کویل های تسلا (ترانسفورماتور هسته هوای رزونانس یا سیم پیچ برقی که قوس هایی شبیه به رعد و برق تولید می کنند ، اما با جریان متناوب به جای برق استاتیک ) پلاسماهای مورد استفاده در ساخت دستگاه نیمه هادی از جمله اچینگ یون واکنش پذیر ، لکه گیری ، تمیز کردن سطح و رسوب بخار شیمیایی با افزایش پلاسما پلاسماهای تولید شده توسط لیزر (LPP) ، هنگامی که لیزرهای پرقدرت با مواد در تعامل هستند ، یافت می شود. پلاسماهای همراه القایی (ICP) ، که به طور معمول در گاز آرگون برای طیف سنجی انتشار نوری یا طیف سنجی جرمی شکل می گیرد. پلاسماهای ناشی از مغناطیسی (MIP) ، که به طور معمول با استفاده از مایکروویو به عنوان یک روش اتصال جوش طنین انداز تولید می شود جرقه های الکتریکی استاتیک پلاسماهای همراه با خازنی (CCP) تخلیه مانع دی الکتریک (DBD) رعد و برق مگنتوسفر شامل پلاسما در محیط فضای اطراف زمین یونوسفر plasmasphere شفق قطبی باد قطبی ، یک فواره های پلاسما رعد و برق جوی فوقانی (به عنوان مثال جت آبی ، استارت آبی ، جت های غول پیکر ، ELVES) جادوگران آتش سنت المو آتش (اگر به اندازه کافی داغ باشد) [49] ستاره ها (پلاسماهای گرم شده توسط همجوشی هسته ای ) باد خورشیدی محیط میانسیارهای (فضای بین سیاره ها) فضای میان ستاره ای (فضای بین سیستم های ستاره ای) محیط بین کهکشانی (فضای بین کهکشان ها) یو - مشتری لوله شار دیسک های ادغام سحابی بین ستاره ای پدیده های پیچیده پلاسما اگرچه معادلات اساسی حاکم بر پلاسما نسبتاً ساده است ، اما رفتار پلاسما بسیار متفاوت و ظریف است: ظهور رفتار غیر منتظره از یک مدل ساده یک ویژگی معمولی از یک سیستم پیچیده است. چنین سیستمهایی به نوعی در مرز بین رفتار مرتب و بی نظم قرار دارند و معمولاً با عملکردهای ساده ، روان و ریاضی یا تصادفی محض قابل توصیف نیستند. شکل گیری خود به خودی از ویژگی های مکانی جالب در طیف گسترده ای از مقیاسهای طول ، یکی از تجلیات پیچیدگی پلاسما است. به عنوان مثال ، این ویژگی ها جالب هستند ، زیرا بسیار تیز هستند و به طور متناوب فاصله دارند (فاصله بین ویژگی ها بسیار بزرگتر از خود ویژگی ها است) ، یا دارای یک فراکتال هستندفرم. بسیاری از این ویژگی ها ابتدا در آزمایشگاه مورد مطالعه قرار گرفتند ، و متعاقباً در کل جهان شناخته شده اند. نمونه هایی از ساختارهای پیچیده و پیچیده در پلاسماها عبارتند از:

فیلامنت تنگه ها یا سازه های رشته ای ، [50] که به عنوان جریان های بیرکلند نیز شناخته می شود ، در پلاسماهای زیادی دیده می شود ، مانند توپ پلاسما ، شفق قطبی ، [51] رعد و برق ، [52] قوس الکتریکی ، شعله های خورشیدی ، [53] و بقایای ابرنواختر. . [54] آنها گاهی با چگالی جریان بزرگتر همراه هستند و تعامل با میدان مغناطیسی می تواند یک ساختار طناب مغناطیسی را تشکیل دهد. [55] شکست مایکروویو با قدرت بالا در فشار اتمسفر همچنین منجر به تشکیل ساختارهای رشته ای می شود. [56] (همچنین را ببینیدخرما پلاسما )

رشته همچنین به خود تمرکز یک پالس لیزر با قدرت بالا اشاره دارد. در قدرت های بالا ، قسمت غیرخطی از شاخص شکست اهمیت پیدا می کند و باعث ایجاد ضریب شکست بالاتر در مرکز پرتو لیزر می شود ، جایی که لیزر از لبه ها روشن تر است و باعث بازخوردی می شود که لیزر را حتی بیشتر متمرکز می کند. لیزر محکم تر دارای درخشش بالاتر اوج (تابش) است که یک پلاسما را تشکیل می دهد. پلاسما دارای ضریب شکست کمتر از یک است و باعث خنثی سازی پرتو لیزر می شود. تداخل شاخص تمرکز انکسار ، و پلاسما defocusing باعث می شود یک رشته طولانی از پلاسما تشکیل شود که می تواند از میکرومتر تا کیلومتر طول داشته باشد. [57]یکی از جنبه های جالب پلاسمائی رشته تولید شده چگالی یون نسبتاً کم به دلیل اثرات خنثی سازی الکترون های یونیزه شده است. [58] (همچنین به انتشار فیلامنت مراجعه کنید )

پلاسما غیر خنثی قدرت و دامنه نیروی الکتریکی و هدایت خوب پلاسماها معمولاً از چگالی بارهای مثبت و منفی در هر منطقه قابل اطمینان اطمینان می دهد ("quasineutrality"). پلاسما با چگالی بار بیش از حد قابل توجه ، یا در موارد شدید ، از یک گونه منفرد تشکیل شده است ، یک پلاسما غیر خنثی نامیده می شود. در چنین پلاسما ، میدانهای برقی نقش غالب دارند. به عنوان نمونه می توان به پرتوهای ذره ای ، ابر الکترونی در یک تله پنینگ و پلاسماهای پوزیترون اشاره کرد. [59]

پلاسما / دانه گرد و غبار پلاسمای غباری شامل ذرات باردار بسیار ریز غبار (معمولا در فضا یافت). ذرات گرد و غبار بارهای زیادی را به دست می آورند و با یکدیگر تعامل دارند. پلاسمایی که حاوی ذرات بزرگتر باشد ، پلاسما دانه نامیده می شود. در شرایط آزمایشگاهی ، پلاسماهای غبار آلود نیز پلاسمای پیچیده خوانده می شوند. [60]

پلاسما غیرقابل نفوذ پلاسما غیرقابل نفوذ نوعی پلاسما حرارتی است که مانند یک جامد غیرقابل نفوذ از نظر گاز یا پلاسما سرد عمل می کند و می تواند از نظر جسمی تحت فشار قرار گیرد. تعامل گاز سرد و پلاسما حرارتی به طور خلاصه توسط یک گروه به رهبری هانس آلفون در دهه 1960 و 1970 برای کاربردهای احتمالی خود در عایق پلاسما فیوژن از دیواره های راکتور مورد بررسی قرار گرفت. [61] اما بعداً مشخص شد که زمینه های مغناطیسی خارجی در این پیکربندی می توانند بی ثباتی لوزه را در پلاسما القا کنند و متعاقباً منجر به گرمای زیاد غیرمنتظره ای زیاد به دیوارهها شوند. [62] در سال 2013 ، گروهی از دانشمندان مواد اعلام كردند كه آنها با موفقیت پلاسما غیرقابل تحمل پایدار و بدون تولید ایجاد كرده اندسلول مغناطیسی با استفاده از تنها یک پتو با فشار فوق العاده از گاز سرد. در حالی که ادعا می شد که داده های طیف سنجی در مورد خصوصیات پلاسما بدلیل فشار زیاد ، بدست آوردن فشار به سختی نیست ، اثر منفعل پلاسما بر سنتز نانوساختارهای مختلف به وضوح حاکی از محدودیت موثر این سلول است. آنها همچنین نشان دادند که با حفظ نفوذپذیری برای چند ده ثانیه ، غربالگری یونها در رابط پلاسما و گاز می تواند یک حالت ثانویه قوی از گرمایش (معروف به گرم کردن چسبناک) ایجاد کند که منجر به سینتیک های مختلف واکنش و تشکیل کمپلکس می شود. نانومواد. [63]

توضیحات ریاضی

خطوط میدان مغناطیسی پیچیده و محدوده های جریان در یک جریان میدان بیرک لند که می تواند در یک پلاسما توسعه یابد ، محدودکننده است. [64] مقاله اصلی: مدل سازی پلاسما برای توصیف کامل وضعیت پلاسما ، کلیه مکانها و سرعتهای ذره ای که میدان الکترومغناطیسی را در ناحیه پلاسما توصیف می کنند ، لازم به یادداشت هستند. با این وجود ، پیگیری کلیه ذرات موجود در پلاسما عملی یا ضروری نیست. بنابراین ، فیزیکدانان پلاسما معمولاً از توضیحات کمتری استفاده می کنند ، که دو نوع اصلی وجود دارد:

مدل سیال مدلهای سیال پلاسماها را از نظر مقادیر نرم شده مانند تراکم و سرعت متوسط ​​در هر موقعیت توصیف می کنند (به پارامترهای پلاسما مراجعه کنید ). یک مدل سیال ساده ، مگنتوهیدرودینامیک ، پلاسما را به عنوان یک مایع منفرد اداره می کند که با ترکیبی از معادلات Maxwell و معادلات Navier-Stokes اداره می شود. توضیحات کلی تر تصویر پلاسما دو مایع است ، جایی که یون ها و الکترون ها به طور جداگانه توصیف می شوند. مدل های سیال معمولاً زمانی دقیق هستند که برخورد به اندازه کافی بالا باشد تا توزیع سرعت پلاسما نزدیک به توزیع ماکسول-بولتزمن باشد.. از آنجا که مدلهای سیال معمولاً پلاسما را از نظر یک جریان واحد در دمای معین در هر مکان مکانی توصیف می کنند ، آنها نمی توانند ساختارهای فضا با سرعت مانند تیرها یا لایه های دوتایی را ضبط کنند ، و نه اثر ذرات موج را برطرف کنند.

مدل جنبشی مدل های جنبشی عملکرد توزیع سرعت ذرات را در هر نقطه از پلاسما توصیف می کنند و بنابراین نیازی به فرض توزیع ماکسول-بولتزمن نیست. توصیف جنبشی اغلب برای پلاسماهای بدون برخورد ضروری است. دو روش معمول برای توصیف جنبشی یک پلاسما وجود دارد. یکی این است که نشان دهنده عملکرد توزیع صاف در شبکه با سرعت و موقعیت است. روش دیگر ، که به عنوان تکنیک ذرات در سلول (PIC) شناخته می شود ، با دنبال کردن مسیر تعداد زیادی از ذرات جداگانه ، اطلاعات جنبشی را شامل می شود. مدلهای جنبشی معمولاً از نظر مدلهای سیال فشرده تر هستند. معادله ولاسوفممکن است مورد استفاده قرار گیرد برای توصیف پویایی سیستم از ذرات باردار در تعامل با یک میدان الکترومغناطیسی. در پلاسماهای مغناطیسی ، یک روش ژیروکینتیک می تواند به طور قابل توجهی هزینه محاسباتی یک شبیه سازی کاملاً جنبشی را کاهش دهد.

پلاسماهای مصنوعی بیشتر پلاسماهای مصنوعی با استفاده از میدانهای الکتریکی و یا مغناطیسی از طریق یک گاز تولید می شوند. پلاسما تولید شده در یک آزمایشگاه و برای مصارف صنعتی را می توان به طور کلی با این دسته بندی ها:

نوع منبع انرژی مورد استفاده برای تولید پلاسما — DC ، AC (به طور معمول با فرکانس رادیویی ( RF )) و مایکروویو فشار آنها تحت فشار خلاء — (<10 mTorr یا 1 Pa) ، فشار متوسط ​​(1 Torr یا 100 Pa) ، فشار اتمسفر (760 Torr یا 100 kPa) درجه یونیزاسیون درون پلاسما ، کاملاً یونیزه یا کاملاً جزئی یا ضعیف روابط دما در پلاسما حرارتی پلاسما ((display \ displaystyle T_ {e} = T_ {i} = T_ {بنزین}}T_e = T_i = T_ {بنزین}) ، پلاسما غیر حرارتی یا "سرد" (display \ displaystyle T_ {e} \ gg T_ {i} = T_ {بنزین}T_e \ gg T_i = T_ {بنزین}) پیکربندی الکترود مورد استفاده برای تولید پلاسما مغناطش ذرات درون پلاسمای مغناطیسی (یون و الکترون توسط میدان مغناطیسی در مدارهای لارمور به دام می افتند ) ، تا حدی مغناطیس می شوند (الکترونها اما یونها توسط میدان مغناطیسی به دام نمی افتند) ، غیر مغناطیسی (میدان مغناطیسی برای به دام انداختن ذرات در مدار بسیار ضعیف است اما ممکن است نیروهای لورنتس را تولید کند ) [ نیاز به استناد ] تولید پلاسمای مصنوعی بازنمایی ساده لوله تخلیه - plasma.png پلاسما مصنوعی که توسط نردبان جیکوب در هوا تولید می شود پلاسما مصنوعی که توسط نردبان جیکوب در هوا تولید می شود درست مانند بسیاری از کاربردهای پلاسما ، ابزارهای مختلفی برای تولید آن وجود دارد ، با این حال ، یک اصل برای همه آنها مشترک است: برای تولید و حفظ آن باید ورودی انرژی وجود داشته باشد. [65] برای این حالت ، پلاسما هنگامی ایجاد می شود که جریان الکتریکی روی گاز یا مایعات دی الکتریک اعمال شود (یک ماده غیر رسانا الکتریکی ) همانطور که در تصویر مجاور مشاهده می شود ، که یک لوله تخلیه را به عنوان نمونه ای ساده نشان می دهد ( DC استفاده شده برای سادگی).

اختلاف پتانسیل و پس از آن میدان الکتریکی جلو الکترونهای مقید (منفی) به سمت آند (الکترود مثبت) در حالی که کاتد (الکترود منفی) می کشد هسته. [66] با افزایش ولتاژ ، جریان ماده (با قطبش الکتریکی ) را فراتر از حد دی الکتریک آن (مقاومت به اصطلاح ) می گذارد و وارد مرحله ای از شکست الکتریکی می کند که توسط یک جرقه الکتریکی مشخص می شود ، جایی که ماده از عایق بودن به یک رسانا تبدیل می شود. (از آنجا که به طور فزاینده یونیزه می شود) فرایند اساسی بهمن Townsend است ، جایی که برخورد بین الکترون ها و اتم های گاز خنثی یون ها و الکترون های بیشتری ایجاد می کند (همانطور که در شکل سمت راست مشاهده می شود). اولین تاثیر الکترون بر روی یک اتم منجر به یک یون و دو الکترون می شود. بنابراین ، تعداد ذرات باردار به سرعت افزایش می یابد (در میلیون ها نفر) فقط "پس از حدود 20 مجموعه پی در پی از برخورد" ، [67] عمدتا به دلیل یک مسیر آزاد متوسط ​​متوسط ​​(فاصله متوسط ​​بین تصادفات طی شده).

قوس الکتریکی

فرآیند آبشار یونیزاسیون. الکترون ها "e−" ، اتم های خنثی "o" ، و کاتیون ها "+" هستند.

اثر بهمن بین دو الکترود. رویداد اصلی یونیزاسیون یک الکترون آزاد می کند ، و هر برخورد بعدی یک الکترون دیگر را آزاد می کند ، بنابراین دو الکترون از هر برخورد پدیدار می شود: الکترون یونیزان و الکترون آزاد شده. با چگالی جریان زیاد و یونیزاسیون ، این یک قوس الکتریکی درخشان (یک تخلیه الکتریکی مداوم شبیه به رعد و برق ) بین الکترودها تشکیل می دهد. [توجه 1] مقاومت الکتریکی در امتداد قوس الکتریکی مداوم ، گرما ایجاد می کند ، که بیشتر مولکول های گازی را جدا می کند و اتمهای حاصل را یونیزه می کند (جایی که درجه یونیزاسیون با درجه حرارت تعیین می شود) ، و به ترتیب در ترتیب: جامد - مایع - گاز - پلاسما ، گاز به تدریج به پلاسما حرارتی تبدیل می شود. [توجه 2] پلاسما حرارتی در تعادل حرارتی استبه این معنی که دما در کل ذرات سنگین (یعنی اتمها ، مولکولها و یونها) و الکترونها نسبتاً همگن است. این امر به این دلیل است که وقتی پلاسماهای حرارتی تولید می شوند ، انرژی الکتریکی به الکترون ها داده می شود که به دلیل تحرک زیاد و تعداد زیاد آنها قادر به پراکندگی سریع آن و با برخورد الاستیک (بدون اتلاف انرژی) به ذرات سنگین هستند. [68] [توجه 3]

نمونه هایی از پلاسما صنعتی / تجاری پلاسماها به دلیل محدوده دما و چگالی قابل توجهی که دارند ، در بسیاری از زمینه های تحقیق ، فناوری و صنعت کاربردهایی پیدا می کنند. به عنوان مثال ، در: متالورژی صنعتی و استخراجی ، [68] [69] تیمارهای سطحی مانند پاشش پلاسما (پوشش) ، اچینگ در میکروالکترونیک ، [70] برش فلز [71] و جوشکاری ؛ و همچنین در تمیز کردن اگزوز وسایل نقلیه روزانه و لامپهای فلورسنت / فلورسنت ، احتراق سوخت [65] ، در حالی که حتی در موتورهای احتراق مافوق صوت برای مهندسی هوافضا بازی می کند. [72]

ترشحات کم فشار پلاسماهای تخلیه درخشش : پلاسماهای غیر حرارتی که با استفاده از میدان الکتریکی DC یا فرکانس پایین RF (<100 کیلوهرتز) تولید می شوند تا شکاف بین دو الکترود فلزی ایجاد شود. احتمالاً شایع ترین پلاسما؛ این نوع پلاسما است که درلوله های نور فلورسنت ایجاد می شود. [73] پلاسما به همراه خازنی (CCP) : مشابه پلاسماهای تخلیه درخشش ، اما با زمینه های الکتریکی RF با فرکانس بالا ، به طور معمول 13.56 مگاهرتز تولید می شود. اینها با تخلیه های درخشش متفاوت است زیرا غلاف ها بسیار شدیدتر هستند. اینها بطور گسترده در صنایع تولید میکرو و تولید مدار مجتمع برای اچینگ پلاسما و رسوب بخار شیمیایی با پلاسما استفاده می شوند. [74] منبع پلاسما قوس آبشار: دستگاهی برای تولید پلاسماهای با چگالی بالا (low1eV) با درجه حرارت پایین (HDP). الکترود همراه از یک سیم پیچ جفت شده (ICP) : شبیه به CCP و با کاربردهای مشابه اما الکترود از یک سیم پیچ پیچیده شده در اطراف محفظه که در آن پلاسما تشکیل شده است تشکیل شده است. [75] پلاسما گرم شده از موج : شبیه به CCP و ICP است به طور معمول RF (یا مایکروویو). مثالها شامل تخلیه هلیکون و تشدید الکترون سیکلوترون (ECR) است. [76] فشار جو تخلیه قوس : این یک تخلیه حرارتی با توان بالا با درجه حرارت بسیار بالا (10،000 K K) است. با استفاده از منبع تغذیه مختلف می توان تولید کرد. معمولاً درفرآیندهای متالورژی مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال ،برای تولیدمواد معدنی حاوی Al 2 O 3 برای تولید آلومینیوم استفاده می شود. تخلیه تاج : این یک تخلیه غیر حرارتی است که با استفاده از ولتاژ بالا به نوک های تیز الکترود ایجاد می شود. معمولاً درژنراتور ازن و رسوب دهنده های ذرهمورد استفاده قرار می گیرد. تخلیه مانع دی الکتریک (DBD): این یک تخلیه غیر حرارتی است که با استفاده از ولتاژهای بالا در شکاف های کوچک ایجاد می شود که در آن یک پوشش غیر رسانا مانع از انتقال تخلیه پلاسما به قوس می شود. این غالباً در صنعت غلط "Corona" نامناسب است و کاربرد مشابهی با ترشحات تاج دارد. همچنین از این روش در درمان وب پارچه ها بسیار استفاده می شود. [77] استفاده از تخلیه در پارچه های مصنوعی و پلاستیک باعث عملکرد سطح می شود و باعث می شود رنگ ها ، چسب ها و مواد مشابه چسبیده باشند. [78] تخلیه سد دی الکتریک در اواسط دهه 1990 مورد استفاده قرار گرفت تا نشان دهد پلاسما فشار اتمسفر با دمای پایین در غیرفعال کردن سلولهای باکتریایی مؤثر است. [79]این کار و آزمایش های بعدی با استفاده از سلول های پستانداران منجر به ایجاد زمینه جدیدی از تحقیقات موسوم به داروی پلاسما شد. پیکربندی تخلیه سد دی الکتریک نیز در طراحی جت های پلاسما با دمای پایین استفاده شده است. این جت های پلاسما با انتشار سریع امواج یونیزاسیون هدایت شده معروف به گلوله های پلاسما تولید می شوند. [80] تخلیه خازنی : این یک پلاسما غیر گرمایی است که با استفاده از توان RF (به عنوان مثال ، 13.56 مگاهرتز ) بر روی یک الکترود دارای نیرو تولید می شود ، با یک الکترود زمینی که در فاصله جدائی کوچک و به ترتیب 1 سانتی متر نگه داشته می شود. چنین تخلیه ها معمولاً با استفاده از گاز نجیب مانند هلیوم یا آرگون تثبیت می شوند. [81] " پلاسما تخلیه مستقیم پیزو الکتریک :" یک پلاسما غیرمتعارف است که در سطح بالای یک ترانسفورماتور پیزو الکتریک (PT) ایجاد می شود. این نوع تولید به ویژه برای دستگاه های کارآمد و فشرده مناسب است که منبع تغذیه ولتاژ بالا جداگانه مورد نظر نیست. مبدل های MHD مقاله اصلی: تبدیل مگنتو هیدرودینامیک ، ژنراتور مگنتو هیدرودینامیک ، و درایو مگنتو هیدرودینامیک همچنین مشاهده کنید: ناپایداری الکتریکی تلاش جهان در 1960s به مطالعه باعث شد مبدل مگنتو هیدرودینامیک به منظور آوردن تبدیل قدرت MHD به بازار با نیروگاه تجاری از نوع جدید، تبدیل انرژی جنبشی پلاسما سرعت بالا به برق بدون قطعات متحرک در بالا بهره وری. همچنین تحقیقاتی در زمینه آیرودینامیک مافوق صوت و هایپرسونیک انجام شد تا مطالعه برهم کنش پلاسما با میدان مغناطیسی انجام شود تا در نهایت به کنترل جریان منفعل و حتی فعال در اطراف وسایل نقلیه یا پرتابه برسد ، به منظور نرم شدن و کاهش امواج شوک ، پایین آمدن انتقال حرارتی و کاهش کشیدن.

چنین گازهای یونیزه شده ای که در "فن آوری پلاسما" (پلاسمای "فناوری" یا "مهندسی شده" استفاده می شوند) معمولاً گازهای یونیزه شده ضعیفی هستند به این معنا که فقط بخش کوچکی از مولکول های گاز یونیزه می شوند. [82] این نوع گازهای ضعیف یونیزه شده نیز پلاسماهای غیر گرم "سرد" هستند. با حضور میدان های مغناطیسی ، مطالعه چنین گازهای ضعیف یونیزه شده مغناطیسی مغناطیسی شامل مغناطیس هیدروودینامیکی مقاومت با عدد رینولدز مغناطیسی کم ، یک میدان چالش برانگیز از فیزیک پلاسما است که در آن محاسبات به یک تنش دیجیتالی در یک فضای فاز 7 بعدی نیاز دارد. هنگامی که در ترکیب با یک پارامتر بالا هال استفاده می شود ،ناپایداری الکتریکی که این تحولات تکنولوژیکی را محدود می کند.

پژوهش پلاسما هدف از مطالعه از هستند رشته دانشگاهی از علم پلاسما و یا فیزیک پلاسما ، [83] از جمله زیر رشته هایی مانند فیزیک پلاسما فضای. در حال حاضر شامل زمینه های زیر تحقیق فعال و ویژگی های بسیاری از مجلات است که علاقه آنها شامل موارد زیر است:

نظریه پلاسما تعادل پلاسما و ثبات تداخلات پلاسما با امواج و پرتوهای مرکز راهنمایی ثابت آدیاباتیک غلاف دبی برخورد کولوم پلاسما در طبیعت پلاسما نجومی چراغ های شمالی و جنوبی (قطبی) یونوسفر زمین واسطه بین سیاره ای آهنرباهای سیاره ای پلاسما فضایی پلاسماهای صنعتی شیمی پلاسما پردازش پلاسما اسپری پلاسما صفحه نمایش پلاسما منابع پلاسما پلاسماهای گرد و غبار تشخیص پلاسما تامسون پراکندگی کاوشگر لانگمیر کاغذ توپ قلم جام فارادی طیف سنجی تداخل سنجی گرمایش یونوسفر رادار پراکنده ذاتی برنامه های پلاسما تخلیه مانع دی الکتریک بهبود بازیافت روغن قدرت همجوشی انرژی فیوژن مغناطیسی (MFE) - توکاماک ستاره دار خرج کردن میدان معکوس شد آینه مغناطیسی تمرکز پلاسما متراکم فیوژن محصور محصور (ICF) سلاح های پلاسما کاشت یون نیروی دریایی یونی MAGPIE (آزمایش های انفجار) پلاسما فرآوری مواد غذایی پلاسما غیرترمال یا "پلاسما سرد" دفع زباله قوس پلاسما ، بازیافت. شتاب پلاسما داروی پلاسما (به عنوان مثال دندانپزشکی [84] ) پنجره پلاسما روانشناسی تحقیقات نشان می دهد که میدان های مغناطیسی ایجاد شده توسط پلاسما در طی طوفان می تواند توهم در ذهن انسان ایجاد کند. [85] یک گزارش وزارت دفاع فشرده اعلام می کند که "از نظر پزشکی" اثبات شده است که میدان های مغناطیسی مرتبط با پلاسما باعث توهم می شوند و "نزدیکی مزارع مرتبط با پلاسما می تواند بر روی وسیله نقلیه یا شخص تأثیر منفی بگذارد". [86] این گزارش همچنین حاکی از آن است که دانشمندان در اتحاد جماهیر شوروی سابق برای دستیابی به اهداف نظامی فن آوری مرتبط را دنبال می کنند.

مثالهای تحقیق

پیشرانه جلوی هال. میدان الکتریکی در یک لایه دو پلاسما در شتاب یون ها به حدی مؤثر است که از میدان های الکتریکی در درایوهای یونی استفاده می شود.

پرونده: Wispy 'Plasma Dancer' روی اندام Sun.ogv پلاسما خورشیدی

اسپری پلاسما

پلاسمای توکاماک در تحقیقات همجوشی هسته ای

آرگون پلاسما در آزمایش مغناطیسی خطی Hawkeye (HLMX) در دانشگاه آیووا

همچنین ببینید آیکون	پورتال فیزیک مشعل پلاسما انتشار محیط دو قطبی جایزه هانس آلفون کانال پلاسما پارامترهای پلاسما نیترید پلاسما مگنتوهیدرودینامیک (MHD) مبدل مغناطید هیدرودینامیکی پیشرانه فضاپیمای برقی موتور پیشرانه پلاسما غربالگری میدان الکتریکی لیست فیزیکدانان پلاسما لیست مقالات پلاسما (فیزیک) انتشارات مهم در فیزیک پلاسما انجمن علوم هسته ای و پلاسما IEEE لولی پلاسما Quark-gluon نیکولا تسلا فیزیک فضایی کل محتوای الکترونی صفحه نمایش پلاسما شفق قطبی انتقال فاز ماده (vتیه) پایه ای	به جامد	مایع	گاز	پلاسما از جانب	جامد		ذوب شدن	تصعید مایع	یخ زدگی		تبخیر گاز	گواهی	چگالش		یونیزاسیون پلاسما			نوترکیب یادداشت مواد به دلیل افزایش ولتاژ تحت رابطه ولتاژ جریان ، "رژیم" یا مراحل مختلفی را پشت سر می گذارند (مانند اشباع ، خرابی ، درخشش ، انتقال و قوس حرارتی). ولتاژ در مرحله اشباع به حداکثر مقدار خود افزایش می یابد ، و پس از آن دچار نوسانات مراحل مختلف می شود. در حالی که جریان به تدریج در سراسر افزایش می یابد. [67] در سرتاسر ادبیات ، به نظر نمی رسد تعریف دقیقی درمورد اینکه مرز بین گاز و پلاسما کجاست ، باشد. با این وجود ، کافی است بگوییم که در 2،000 درجه سانتیگراد مولکول های گاز اتمی می شوند ، و در دمای 3000 درجه سانتیگراد یونیزه می شوند و "در این حالت ، [گاز] دارای یک مایع مانند ویسکوزیته در فشار اتمسفر است و بارهای الکتریکی رایگان نسبتاً زیاد دارند. رساناهای الکتریکی که می توانند به فلزات نزدیک شوند. " [68] توجه داشته باشید که پلاسماهای غیر حرارتی یا غیر تعادلی به اندازه یونیزه نشده و دارای چگالی انرژی کمتری هستند و بنابراین دما به طور مساوی بین ذرات پراکنده نمی شود ، جایی که برخی از سنگین ها "سرد" باقی می مانند. منابع