Все мы знаем три классических состояния вещества: твёрдое, жидкое и газообразное. Лёд тает и становится водой, вода кипит и превращается в пар. Но что происходит, если газ нагреть ещё сильнее? Он переходит в плазму — состояние, которое учёные называют четвёртым агрегатным состоянием вещества. Давайте разберёмся, что это такое и почему плазма заслуживает отдельного «титула».
Что такое плазма?
Плазма — это раскалённый газ, но с важной особенностью: его атомы теряют часть своих электронов (отрицательно заряженных частиц). В результате вместо нейтральных атомов или молекул в плазме «плавают» свободные электроны и ионы (атомы, которые стали положительно заряженными из-за потери электронов). Такой процесс потери электронов называется ионизацией.
Благодаря этому плазма обладает уникальными свойствами. Например, проводит электрический ток (благодаря свободным электронам), реагирует на магнитные поля (например, её можно удерживать в специальных магнитных ловушках, чем сейчас активно занимаются учёные всего мира, пытаясь создать стабильно работающие термоядерные реакторы). Ну и, конечно же, плазма светится — это мы видим в молниях, неоновых лампах или полярных сияниях.
И если кто-то думает, что плазма — это что-то теоретическое или искусственно созданное, то нет, плазма не так уж редка, как кажется.
- Солнце и звёзды — они состоят из плазмы, потому что температуры там достигают миллионов градусов.
- Молнии — электрический разряд ионизирует воздух, создавая плазму.
- Люминесцентные лампы и неоновые вывески — газ внутри них светится благодаря плазме.
- Плазменные телевизоры (помните, раньше были такие?) — там крошечные ячейки с плазмой создают изображение.
- Северное сияние — частицы солнечного ветра сталкиваются с атмосферой Земли, образуя плазму.
Почему плазма — отдельное состояние?
Главное отличие плазмы от обычного газа — наличие свободных заряженных частиц (ионов и электронов). В газе частицы нейтральны, а в плазме они активно взаимодействуют друг с другом и с электромагнитными полями. Это делает её поведение совершенно иным. Плазма может создавать собственные магнитные поля, и она коллективно реагирует на внешние воздействия (например, волны в плазме распространяются иначе, чем в газе).
Кроме того, для образования плазмы нужны экстремальные условия: очень высокая температура (как в звёздах) или сильное электрическое поле (как в молнии). В обычной жизни мы редко сталкиваемся с ней, но во Вселенной плазма — самое распространённое состояние вещества! Звёзды, туманности, солнечный ветер — всё это плазма.
Так что, плазма — четвёртое состояние?
Да, это официально признанное четвёртое агрегатное состояние. Учёные выделяют её именно из-за уникальных свойств, которые нельзя объяснить в рамках трёх классических состояний. Плазма — это не просто «очень горячий газ», а качественно иная форма, где доминируют электромагнитные взаимодействия.
Иногда выделяют и другие состояния (например, конденсат Бозе-Эйнштейна), но плазма остаётся главным «конкурентом» твёрдого, жидкого и газообразного состояний в школьных учебниках.
Если было интересно и понятно, ставь лайк и обязательно подписывайся на мой Телеграм, потому что мой основной блог переезжает туда. А ниже я подобрал для вас ещё несколько интересных статей: