Mavzu: plazma. Qo’llanishi va xossalari reja: Plazmaning yaralish tarixi Plazma xossalari va qo’llanishi Ionlashish darajasi

Irving Langmur

Plazma quyidagi xususiyatlarga ega: zichlikdagi zaryadlangan zarralar bir-biriga etarlicha yaqin bo'lishi kerak, chunki ularning har biri bir-biriga yaqin joylashgan zaryadlangan zarrachalarning butun tizimi bilan o'zaro ta'sir qiladi. Agar ta'sir doirasidagi zaryadlangan zarrachalar soni (Debay radiusi bo'lgan sfera) kollektiv effektlarning paydo bo'lishi uchun etarli bo'lsa, shart qondirilgan deb hisoblanadi (bunday ko'rinishlar plazmaning odatiy xususiyatidir). Matematik jihatdan bu shartni quyidagicha ifodalash mumkin.

Ichki o'zaro ta'sirlarning ustuvorligi: Debye skrining radiusi plazmaning xarakterli hajmiga nisbatan kichik bo'lishi kerak. Bu mezon plazma ichida sodir bo'ladigan o'zaro ta'sirlar uning yuzasiga ta'sir qilishdan ko'ra muhimroq ekanligini anglatadi, bu esa e'tibordan chetda qolishi mumkin. Agar bu shart bajarilsa, plazmani kvazi-neytral deb hisoblash mumkin. Matematik jihatdan bu shunday ko'rinadi

Plazma chastotasi: Zarrachalar to'qnashuvi orasidagi o'rtacha vaqt plazma tebranishlari davriga nisbatan katta bo'lishi kerak. Bu tebranishlar plazmaning kvazi betarafligini buzish natijasida yuzaga keladigan elektr maydonining zaryadga ta'siridan kelib chiqadi. Bu maydon buzilgan muvozanatni tiklashga intiladi. Muvozanat holatiga qaytsak, zaryad bu pozitsiyadan inersiya bilan o'tadi, bu yana kuchli qaytib keladigan maydon paydo bo'lishiga olib keladi, tipik mexanik tebranishlar sodir bo'ladi.Bu shart bajarilganda plazmaning elektrodinamik xususiyatlari molekulyar-kinetik xususiyatlaridan ustun turadi.

 Ionlanish darajasi Gaz plazma holatiga o'tishi uchun uni ionlashtirish kerak. Ionlanish darajasi elektronlarni beradigan yoki yutadigan atomlar soniga mutanosibdir va eng muhimi haroratga bog'liq. Hatto 1% dan kam zarrachalari ionlangan holatda bo'lgan zaif ionlangan gaz ham plazmaning ba'zi tipik xususiyatlarini (tashqi elektromagnit maydon bilan o'zaro ta'sir va yuqori elektr o'tkazuvchanligi) namoyon qilishi mumkin. Ionlanish darajasi b b = ni/(ni + na) sifatida aniqlanadi, bu erda ni - ionlarning konsentratsiyasi va na - neytral atomlarning konsentratsiyasi. Zaryadlanmagan plazmadagi erkin elektronlar konsentratsiyasi ne ravshan munosabat bilan aniqlanadi: ne= ni, bu erda plazma ionlari zaryadining o'rtacha qiymati

Past haroratli plazma past darajadagi ionlanish (1% gacha) bilan tavsiflanadi. Bunday plazmalar texnologik jarayonlarda ko'pincha qo'llanilganligi sababli ular ba'zan texnologik plazmalar deb ataladi. Ko'pincha ular elektronlarni tezlashtiradigan elektr maydonlari yordamida yaratiladi, bu esa o'z navbatida atomlarni ionlashtiradi. Elektr maydonlari gazga induktiv yoki sigʻimli birikma orqali kiritiladi (qarang, induktiv bogʻlangan plazma). Past haroratli plazmaning tipik qo'llanilishi plazma sirtini o'zgartirish (olmos plyonkalari, metallni nitrlash, namlanishni o'zgartirish), plazma sirtini tozalash (yarim o'tkazgich sanoati), gaz va suyuqliklarni tozalash (dizel dvigatellarida suvni ozonlash va kuyish).