Физика. Лекция 536.Электрический ток в газах. Несамостоятельный и самостоятельный разряд. Плазма.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. И так мы с вами говорили об электрическом токе в металлах, об электрическом токе в жидкостях, в вакууме, в полупроводниках и осталась одна среда в которой мы еще не рассматривали электрический ток - это газ.

И так...уже много раз повторялось, что вещества разделяют на проводники, диэлектрики и полупроводники. И вот типичным представителем диэлектриков является газ, например, воздух. Если бы воздух был проводником, то, например, не возможно бы было существование воздушных линий электропередач, так как было бы, просто, короткое замыкание. И, вот, допустим, если бы воздух был бы проводником, то мы не смогли бы провести опыт, который мы проводили уже многократно на наших лекциях - это электризация электрометра. Мы заряжаем методом электризации через влияние, натирая пластмассовую линейку бумагой.

И теперь давайте попробуем подробнее исследовать это явление...

Разряд - это электрический ток в газах.

Несамостоятельный газовый разряд - это разряд, который может происходить только в присутствии внешнего ионизатора.

Самостоятельный газовый разряд - это разряд, который происходит при отсутствии внешнего ионизатора.

А теперь давайте попробуем разобраться в том, что какое условие должно выполнятся, что бы не самостоятельный разряд перешел в самостоятельный.

Теперь давайте поговорим о том, как можно управлять зажиганием самостоятельного разряда.

И в заключении давайте скажем вот о чем...мы с вами впервые здесь сталкиваемся с новым состоянием вещества. Мы привыкли к тому, что вещество бывает: твердое, жидкое и газообразное. А здесь мы встречаем вещество, которое состоит из электронов и ионов. Если мы возьмем порцию такого вещества, которая у нас приведена на рисунке в видеоролике выше, то она будет электронейтральна. Т.е мы имеем дело с веществом, которое в объеме электрически нейтрально, но оно состоит из ионов и электронов. И такое вещество называется плазма.

Плазма - это четвертое состояние вещества.

Плазма может быть горячей, а может быть холодной. Вот, например, под действием пламени мы создаем плазму, которая называется горячей плазмой. Что такое горячая плазма? Горячая плазма - это плазма, которая образуется в результате соударения быстрых молекул при высокой температуре. Но мы может создать плазму и холодную за счет ионизирующего излучения, либо за счет электрического поля в газоразрядной трубке. И вот как это не удивительно, хотя, мы сейчас об этом заговорили, что плазма - это самый распространенный вид вещества. Самое распространенное состояние вещества во Вселенной - 99 % всего вещества находятся в состоянии плазмы. Внутри звезд, где температура превышает 10 млн. градусов там находится горячая плазма. Вы думаете, что там водород? Но на самом деле нет! Там протоны сами по себе, электроны сами по себе, но все вместе - это электронейтральная среда. Причем, может быть настолько плотность заряда велика, что сопротивление плазмы будет почти ноль. Т.е можно добиться настолько низкого удельного сопротивления плазмы, что она начнет себя вести, почти, как сверхпроводник. И наоборот, в межзвездном пространстве, за счет того, что оно постоянно пронизывается излучением, исходящих от звезд происходит ионизация газа, ну в основном, это опять-таки водород и там находится холодная плазма. Холодная плазма образуется за счет ионизации с помощью ионизирующих излучений, а горячая за счет высокой температуры. Плазма сейчас активно изучается в связи с тем, что это очень перспективное состояние вещества для получения термоядерной энергии, но мы только с вами соприкасаемся с тем, что она существует. В детали мы с вами вникать не будем и единственно, что еще можно добавить, что если в плазме, где-то случайно возникнет заряженная область, то тут же "придут" носители противоположного знака и нейтрализуют эту заряженную область. Но с другой стороны там откуда они ушли, появляется отрицательно заряженная область, которая опять-таки нейтрализуется ближайшими положительными ионами. Это приводит к тому, что в плазме возможно, так называемое коллективное возмущение, что-то, вроде, волн, которые довольно сложно описываются математически поэтому в рамках наших лекции мы этим особо заниматься не будем.

На этом мы эту лекцию закончим.

Если тебе понравилось, подпишись на канал и поддержи автора