Definice plazmatu v chemii a fyzice

Plazma je stav hmoty Kde plyn fáze je pod napětím, dokud není atomová elektrony již nejsou spojeny s žádným konkrétním atomem jádro. Plazmy se skládají z kladně nabitých ionty a nevázané elektrony. Plazma může být produkována buď zahříváním plynu, dokud není ionizován, nebo vystavením silnému elektromagnetickému poli.

Termín plazma pochází z řeckého slova, které znamená želé nebo formovatelný materiál. Slovo představil ve dvacátých létech chemik Irving Langmuir.

Plazma je považována za jeden ze čtyř základních stavů hmoty, spolu s pevnými látkami, kapalinami a plyny. Zatímco další tři stavy hmoty se běžně vyskytují v každodenním životě, plazma je relativně vzácná.

Hračka s plazmovým míčem je typická příklad plazmy a jak se chová. Plazma se také nachází v neonových světlech, plazmových displejích, hořácích na obloukové svařování a Teslových cívkách. Mezi přirozené příklady plazmy patří blesk aurora, ionosféra, oheň sv. Elmo a elektrické jiskry. Ačkoli to není na Zemi často vidět, plazma je nejhojnější formou hmoty ve vesmíru (vyjma snad temné hmoty). Hvězdy, vnitřek Slunce, sluneční vítr a sluneční korona se skládají z plně ionizované plazmy. Mezihvězdné médium a intergalaktické médium také obsahují plazmu.

V jistém smyslu je plazma jako plyn v tom, že převezme tvar a objem své nádoby. Plazma však není tak volná jako plyn, protože její částice jsou elektricky nabity. Opačné náboje se navzájem přitahují, což často způsobuje, že plazma udržuje obecný tvar nebo tok. Nabité částice také znamenají, že plazma může být tvarována nebo obsažena v elektrických a magnetických polích. Plazma má obecně mnohem nižší tlak než plyn.

Plazma je výsledkem ionizace atomů. Protože je možné ionizovat všechny atomy nebo část atomů, existují různé stupně ionizace. Úroveň ionizace je řízena hlavně teplotou, kde zvyšování teploty zvyšuje stupeň ionizace. Hmota, ve které je ionizováno pouze 1% částic, může vykazovat vlastnosti plazmy, avšak nikoli být plazma.

Plazma může být kategorizována jako „horká“ nebo „úplně ionizovaná“, pokud jsou téměř všechny částice ionizovány, nebo „studená“ nebo „neúplně ionizovaná“, pokud je ionizována malá část molekul. Teplota studené plazmy může být stále neuvěřitelně horká (tisíce stupňů Celsia)!

Dalším způsobem, jak kategorizovat plazmu, je termální nebo netermální. V tepelné plazmě jsou elektrony a těžší částice v tepelné rovnováze nebo při stejné teplotě. V plazmě nonthermal mají elektrony mnohem vyšší teplotu než ionty a neutrální částice (které mohou být při pokojové teplotě).

První vědecký popis plazmy vyrobil Sir William Crookes v roce 1879, odkazem na to, co nazval "zářivá hmota" v Crookesově katodové trubici. Britský fyzik Sir J.J. Thomsonovo experimenty s katodovou trubicí vedly jej, aby navrhl atomový model ve kterém atomy sestávaly pozitivně (protony) a záporně nabité subatomic částečky. V roce 1928 dal Langmuir jméno formě hmoty.