Плазма (физика)

Вверху: молния и неоновые огни являются обычными генераторами плазмы. В центре слева: плазменный глобус , иллюстрирующий некоторые из более сложных плазменных явлений, включая филаментацию . В центре справа: плазменная тропа от космического челнока Атлантиды во время повторного входа в атмосферу Земли , как видно из международной космической станции . Внизу слева: огонь в яме огня; Пожары могут производить плазму, если достаточно жарко. Внизу справа: Солнца , Корона как видно из солнечного затмения во Франции .

Плазма (из древней греческой плазмы ( пласма ) «плесени» ^{[ 1 ]}) является одним из четырех фундаментальных состояний вещества (остальные три - твердое , жидкое и газ ), характеризуемое наличием значительной части заряженных частиц в любой комбинации ионов или электронов . Это самая распространенная форма обычной материи во вселенной , в основном в звездах (включая солнце ), но также доминирует в разреженной внутрикластерной среде и межгалактической среде . ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Плазму можно искусственно генерировать, например, путем нагрева нейтрального газа или подвергая его сильному электромагнитному полю . ^{[ 6 ]}

Присутствие заряженных частиц делает плазму электрически проводящей , с динамикой отдельных частиц и макроскопическим движением в плазме, управляемой коллективными электромагнитными полями и очень чувствительными к внешним полям. ^{[ 7 ]} Реакция плазмы на электромагнитные поля используется во многих современных устройствах и технологиях, таких как плазменные телевизоры или травление в плазме . ^{[ 8 ]}

В зависимости от температуры и плотности, также может присутствовать определенное количество нейтральных частиц, и в этом случае плазма называется частично ионизированной . Неоновые знаки и молния являются примерами частично ионизированной плазмы. ^{[ 9 ]} В отличие от фазовых переходов между тремя другими состояниями материи, переход к плазме недостаточно определен и является вопросом интерпретации и контекста. ^{[ 10 ]} Достаточно ли данной степени ионизации, чтобы назвать вещество «плазмой», зависит от рассматриваемого явления.

Ранняя история

Плазменные микрофильды, рассчитанные с помощью N-тела моделирования . Обратите внимание на быстрые движущиеся электроны и медленные ионы, напоминающие телесную жидкость .

Плазма была впервые идентифицирована в лаборатории сэром Уильямом Круксом . Крукс показал лекцию о том, что он назвал «Radiant Matter» Британской ассоциации по развитию науки в Шеффилде, в пятницу, 22 августа 1879 года. ^{[ 11 ]} Систематические исследования плазмы начались с исследования Ирвинга Лангмура и его коллег в 1920 -х годах. Langmuir также представил термин «плазма» как описание ионизированного газа в 1928 году: ^{[ 12 ]}

За исключением возле электродов, где есть оболочки, содержащие очень мало электронов, ионизированный газ содержит ионы и электроны примерно в равных числах, так что результирующий пространственный заряд очень мал. Мы будем использовать имя плазмы для описания этой области, содержащей сбалансированные заряды ионов и электронов.

Льюи Тонкс и Гарольд Мотт-Смит, оба из которых работали с Ленгмуром в 1920-х годах, вспоминают, что Лангмюр впервые использовал этот термин по аналогии с плазмой крови . ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]} Мотт-Смит, в частности, вспоминает, что транспорт электронов из термионных филаментов напомнил Лэнгмуру о том, как плазма крови носит красные и белые корпускулы и микробы ». ^{[ 15 ]}

Определения

Четвертое государство материи

Плазма называется четвертым состоянием вещества после твердого , жидкости и газа . ^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}^{[ 18 ]} Это состояние вещества, в котором ионизированное вещество становится очень электрически проводящим на дальние до такой степени, что электрические и магнитные поля доминируют. ^{[ 19 ]}^{[ 20 ]}

Плазма, как правило, является электрической квазинетральной средой несвязанного положительного и отрицательного частиц (то есть общий заряд плазмы примерно равен нулю). Хотя эти частицы несвязаны, они не «свободны» в смысле не испытывать силы. Перемещающиеся заряженные частицы генерируют электрические токи , и любое движение заряженной частицы плазмы влияет и влияет на поля, созданные другими зарядами. В свою очередь, это регулирует коллективное поведение со многими степенями вариаций. ^{[ 21 ]}^{[ 22 ]}

Плазма отличается от других состояний материи. В частности, описание плазмы низкой плотности как просто «ионизированного газа» является неправильным и вводящим в заблуждение, даже если она аналогична газовой фазе, поскольку оба не предполагают определенной формы или объема. В следующей таблице приведены некоторые основные различия:

Состояние Свойство	Газ	Плазма
Взаимодействия	Краткий диапазон : двухчастичные (бинарные) столкновения являются правилом.	Долгосрочный : коллективное движение частиц повсеместно в плазме, что приводит к различным волнам и другим типам коллективных явлений.
Электрическая проводимость	Очень низкий : газы - это отличные изоляторы до силовых сторон в течение десятков киловолт на сантиметр. ^{[ 23 ]}	Очень высокий : для многих целей проводимость плазмы может рассматриваться как бесконечная.
Независимо действующие виды	Один : все частицы газа ведут себя аналогичным образом, в значительной степени под влиянием столкновений друг с другом и гравитацией .	Два или более : электроны и ионы обладают разными зарядами и совершенно разными массами, так что они ведут себя по-разному во многих обстоятельствах, с различными типами волн в плазме, возникающих в результате.

Идеальная плазма

Три фактора определяют идеальную плазму: ^{[ 24 ]}^{[ 25 ]}

Плазменное приближение : приближение плазмы применяется, когда параметр плазмы λ, ^{[ 26 ]} Представление количества носителей заряда в сфере Дебая намного выше, чем единство. ^{[ 19 ]}^{[ 20 ]} Можно легко показать, что этот критерий эквивалентен малости отношения плазменной электростатической и тепловой плотности. Такие плазмы называются слабо связанными. ^{[ 27 ]}
Насыпные взаимодействия : длина Дебая намного меньше физического размера плазмы. Этот критерий означает, что взаимодействие в основной части плазмы важнее, чем те, что по его краям, где могут происходить граничные эффекты. Когда этот критерий удовлетворен, плазма квазинетральная. ^{[ 28 ]}
Бессродчивость : частота электронной плазмы (измерение колебаний плазмы электронов) намного больше, чем частота электрон -нейтрального столкновения. Когда это условие является достоверным, электростатические взаимодействия доминируют над процессами обычной газовой кинетики. Такие плазмы называются без столкновения. ^{[ 29 ]}

Нейтральная плазма

Сила и диапазон электрической силы и хорошую проводимость плазмы обычно гарантируют, что плотность положительных и отрицательных зарядов в любой значительной области равна («квазинеторность»). Плазма со значительным избытком плотности заряда, или, в крайнем случае, состоит из одного вида, называется не нейтральной плазмой . В такой плазме электрические поля играют доминирующую роль. Примерами являются заряженные балки частиц , электронное облако в ловушке для пирантинга и позитронно -плазма. ^{[ 30 ]}

Пыльная плазма

Пыльная плазма содержит крошечные заряженные частицы пыли (обычно встречающиеся в космосе). Частицы пыли приобретают высокие заряды и взаимодействуют друг с другом. Плазма, содержащая более крупные частицы, называется зерновой плазмой. В лабораторных условиях пыльная плазма также называется сложной плазмой . ^{[ 31 ]}

Свойства и параметры

Степень плотности и ионизации

Для существования плазмы ионизация необходима . Термин «плотность плазмы» сама по себе обычно относится к плотности электронов $n_{e}$ , то есть количество электронов, управляющих зарядом на единицу объема. Степень ионизации $\alpha$ определяется как доля нейтральных частиц, которые являются ионизированными:

$\alpha ={\frac {n_{i}}{n_{i}+n_{n}}},$

где $n_{i}$ Ионная плотность и $n_{n}$ Нейтральная плотность (в количестве частиц на единицу объема). В случае полностью ионизированного вещества, $\alpha =1$ Полем Из -за квазинетритности плазмы, электронные и ионные плотности связаны $n_{e}=\langle Z_{i}\rangle n_{i}$ , где $\langle Z_{i}\rangle$ является средним ионным зарядом (в единицах элементарного заряда ).

Температура

Температура в плазме, обычно измеряемая в кельвине или электронволтах , является мерой тепловой кинетической энергии на частицу. Высокие температуры обычно необходимы для поддержания ионизации, что является определяющей особенностью плазмы. Степень ионизации плазмы определяется по температуре электронов относительно энергии ионизации (и более слабо по плотности). В термическом равновесии соотношение дается уравнением Саха . При низких температурах ионы и электроны имеют тенденцию рекомбинировать в связанные состояния - атомы ^{[ 33 ]}- и плазма в конечном итоге станет газом.

В большинстве случаев электроны и тяжелые частицы плазмы (ионы и нейтральные атомы) отдельно имеют относительно четко определенную температуру; То есть их функция распределения энергии близка к максвелле, даже в присутствии сильных электрических или магнитных полей. Однако из -за большой разницы в массе между электронами и ионами их температура может быть различной, иногда значительно. Это особенно распространено в слабо ионизированной технологической плазме, где ионы часто находятся рядом с температурой окружающей среды, в то время как электроны достигают тысяч Кельвина. ^{[ 34 ]} Противоположным случаем является плазма Z-Pinch , где ионная температура может превышать температуру электронов. ^{[ 35 ]}

Плазма потенциал

Поскольку плазма очень хорошие электрические проводники , электрические потенциалы играют важную роль. ^{[ нужно разъяснения ]} Средний потенциал в пространстве между заряженными частицами, независимо от того, как его можно измерить, называется «потенциалом плазмы» или «пространственным потенциалом». Если электрод вставлен в плазму, его потенциал, как правило, значительно ниже плазменного потенциала из -за того, что называется оболочкой Debye . Хорошая электрическая проводимость плазмы делает их электрические поля очень маленькими. Это приводит к важной концепции «квазизентности», в которой говорится, что плотность отрицательных зарядов приблизительно равна плотности положительных зарядов в больших объемах плазмы ( $n_{e}=\langle Z\rangle n_{i}$ ), но в масштабе длины Дебая может быть дисбаланс заряда. В специальном случае, когда двойные слои , разделение заряда может расширить несколько десятков длины Дебая. образуются ^{[ 37 ]}

Величина потенциалов и электрических полей должна быть определена посредством, кроме простого обнаружения плотности чистого заряда . Общим примером является предположение, что электроны удовлетворяют соотношению Больцмана : $n_{e}\propto \exp(e\Phi /k_{\text{B}}T_{e}).$

Дифференцирование этого отношения дает средства для расчета электрического поля по плотности: ${\vec {E}}={\frac {k_{\text{B}}T_{e}}{e}}{\frac {\nabla n_{e}}{n_{e}}}.$

Можно произвести плазму, которая не является квазинетральной. Например, электронный луч имеет только отрицательные заряды. Плотность не нейтральной плазмы, как правило, должна быть очень низкой, или она должна быть очень маленькой, в противном случае она будет рассеиваться от отталкивающей электростатической силы . ^{[ 38 ]}

Намагничение

Существование заряженных частиц приводит к созданию плазмы и влияет магнитные поля . Говорят, что плазма с магнитным полем, достаточно прочным, чтобы влиять на движение заряженных частиц. Общий количественный критерий состоит в том, что в среднем частица завершает хотя бы одно вращение вокруг линии магнитного поля, прежде чем совершать столкновение, т.е. $\nu _{\mathrm {ce} }/\nu _{\mathrm {coll} }>1$ , где $\nu _{\mathrm {ce} }$ Электронный гирочастота и $\nu _{\mathrm {coll} }$ это скорость столкновения электронов. Часто это тот случай, когда электроны намагничены, а ионы - нет. Нагнутые плазмы являются анизотропными , что означает, что их свойства в направлении, параллельном магнитному полю, отличаются от тех, которые перпендикулярны ему. В то время как электрические поля в плазме обычно невелики из -за высокой проводимости в плазме, электрическое поле, связанное с движением плазмы со скоростью $\mathbf {v}$ в магнитном поле $\mathbf {B}$ дается обычной формулой Лоренца $\mathbf {E} =-\mathbf {v} \times \mathbf {B}$ , и не влияет на защиту Дебая . ^{[ 39 ]}

Математические описания

Чтобы полностью описать состояние плазмы, все места и скорости частиц, которые описывают электромагнитное поле в плазменной области, должны быть записаны. Однако, как правило, не практично или необходимо отслеживать все частицы в плазме. ^{[ Цитация необходима ]} Следовательно, физики плазмы обычно используют менее подробные описания, из которых есть два основных типа:

Жидкая модель

Модели жидкости описывают плазму с точки зрения сглаженных величин, таких как плотность и усредненная скорость вокруг каждой позиции (см. Параметры плазмы ). Одна простая модель жидкости, магнитогидродинамика , рассматривает плазму как одну жидкость, управляемую комбинацией уравнений Максвелла и уравнений Навье -Стокса . Более общее описание-это плазма с двумя плодами, ^{[ 41 ]} где ионы и электроны описаны отдельно. Модели жидкости часто являются точными, когда столкновение достаточно высока, чтобы поддерживать распределение скорости плазмы вблизи распределения Максвелла -Болцманн . Поскольку модели жидкости обычно описывают плазму с точки зрения одного потока при определенной температуре при каждом пространственном месте, они не могут ни захватывать пространственные структуры скорости, такие как балки или двойные слои , ни разрешают эффекты волновой частицы. ^{[ Цитация необходима ]}

Кинетическая модель

Кинетические модели описывают функцию распределения скорости частиц в каждой точке в плазме и, следовательно, не нужно предполагать распределение Максвелла -Болтцманн . Кинетическое описание часто необходимо для плазмы без столкновений. Есть два общих подхода к кинетическому описанию плазмы. Один из них основан на представлении функции сглаженного распределения на сетке в скорости и положении. Другая, известная как методика частиц в клетках (PIC), включает кинетическую информацию, следуя траекториям большого количества отдельных частиц. Кинетические модели, как правило, более интенсивно вычислительно, чем жидкие модели. Уравнение Vlasov может использоваться для описания динамики системы заряженных частиц, взаимодействующей с электромагнитным полем. В намагниченном плазме гирокинетический подход может существенно снизить вычислительные расходы на полностью кинетическое моделирование. ^{[ Цитация необходима ]}

Плазменная наука и техника

Плазмы изучаются с помощью обширной академической области физики в плазме или физике плазмы , включая несколько субдисциплин, таких как физика космической плазмы .

Плазмы могут появляться в природе в различных формах и местоположениях, с несколькими примерами, приведенными в следующей таблице:

Общие формы плазмы
Искусственно продюсируется	Земная плазма	Космическая и астрофизическая плазма
В плазменных дисплеях , включая телевизионные экраны. Внутренние флуоресцентные лампы (низкое энергетическое освещение), неоновые знаки Ракетный выхлоп и ионные двигатели Площадь перед космического корабля во тепловым щитом время повторного входа в атмосферу Плазмы в энергетики Fusion исследовании Плазменный глобус (иногда называемая плазменной сферой или плазменным мячом) Лазерная плазма (LPP), обнаруженная при взаимодействии с высокой мощностью, взаимодействуют с материалами	Молния Магнитосфера содержит плазму в окружающей космической среде Земли Ионосфера Полярная Аврора Верхняя атмосферная молния , в том числе спрайты , синие самолеты, синие стартеры, гигантские самолеты, Элвесс Огонь Святого Эльмо Огонь (если достаточно жарко)	Звезды (плазма нагревается ядерным слиянием ) ветер Солнечный Межпланетная среда (пространство между планетами) Межзвездная среда (пространство между звездными системами) Межгалактическая среда (Пространство между галактиками) Аккреционные диски Межзвездные туманности

Космос и астрофизика

Плазмы являются наиболее распространенной фазой обычной вещества во вселенной, как по массе, так и по объему. ^{[ 42 ]}

Над поверхностью Земли ионосфера - это плазма, ^{[ 43 ]} и магнитосфера содержит плазму. ^{[ 44 ]} В нашей солнечной системе межпланетное пространство заполняется плазмой, вытесненной через солнечный ветер , простирающийся от поверхности солнца до гелиопаузы . Кроме того, все далекие звезды и большая часть межзвездного пространства или межгалактического пространства также заполнены плазмой, хотя и при очень низкой плотности. Астрофизические плазмы также наблюдаются на аккреционных дисках вокруг звезд или компактных объектов, таких как белые карлики , нейтронные звезды или черные отверстия в близких бинарных звездных системах. ^{[ 45 ]} Плазма связана с выбросом материала в астрофизических самолетах , которые наблюдались при аккреции черных отверстий ^{[ 46 ]} или в активных галактиках, таких как Jet M87 , которые, возможно, простираются до 5000 световых лет. ^{[ 47 ]}

Искусственная плазма

Большинство искусственных плазмы генерируются путем применения электрических и/или магнитных полей через газ. Плазма, полученная в лабораторных условиях и для промышленного использования, может быть в целом классифицирована с помощью:

Тип источника питания, используемый для генерации плазмы - DC, AC (обычно с радиочастотой (RF)) и микроволновкой ^{[ Цитация необходима ]}
Давление, которое они работают при давлении Vacuum (<10 мторр или 1 па), умеренное давление (≈1 Торр или 100 Па), атмосферное давление (760 Торр или 100 кПа) ^{[ Цитация необходима ]}
Степень ионизации в плазме - частично, частично или слабо ионизированной ^{[ Цитация необходима ]}
Температурные отношения в плазме - термическая плазма ( $T_{e}=T_{i}=T_{\text{gas}}$ ), нетемальная или «холодная» плазма ( $T_{e}\gg T_{i}=T_{\text{gas}}$ ) ^{[ Цитация необходима ]}
Конфигурация электрода, используемая для генерации плазмы ^{[ Цитация необходима ]}
Намагничивание частиц в плазме-магнитированное (как ион, так и электроны застряли на орбитах лармора магнитным полем), частично намагниченные (электроны, но не ионы, захватываются магнитным полем), не магнетизировано (магнитное поле. слишком слаб, чтобы задержать частицы на орбитах, но может генерировать силы Лоренца ) ^{[ Цитация необходима ]}

Поколение искусственной плазмы

Так же, как и многие виды использования плазмы, есть несколько средств для ее поколения. Тем не менее, один принцип является общим для всех из них: должен быть энергия для производства и поддержания его. ^{[ 48 ]} Для этого случая плазма генерируется, когда электрический ток применяется на диэлектрический газ или жидкость (электрически непроводящий материал), как можно увидеть на соседнем изображении, которое показывает разрядную трубку в качестве простого примера ( DC, используемый для простоты ) ^{[ Цитация необходима ]}

и Разница потенциалов последующее электрическое полетят граничные электроны (отрицательные) в сторону анода (положительный электрод), в то время как катод (отрицательный электрод) тянет ядро. ^{[ 49 ]} Когда напряжение увеличивается, ток напрягает материал (путем электрической поляризации ) за пределами его диэлектрического предела (называемой прочности) на стадию электрического расщепления , отмеченную электрической иской , где материал превращается из изолятора в проводник ( как он становится все более ионизированным ). Основным процессом является лавина Таунсенда , где столкновения между электронами и атомами нейтрального газа создают больше ионов и электронов (как можно увидеть на рисунке справа). Первое воздействие электрона на атом приводит к одному иону и двум электронам. Следовательно, количество заряженных частиц быстро увеличивается (в миллионах) только «после примерно 20 последовательных наборов столкновений», ^{[ 50 ]} в основном из -за небольшого среднего свободного пути (среднее расстояние между столкновениями). ^{[ Цитация необходима ]}

Электрическая дуга

Каскадный процесс ионизации. Электроны - это «e -», нейтральные атомы «o» и катионы »+».

Электрическая дуга - это непрерывный электрический разряд между двумя электродами, похожий на молнию . При достаточной плотности тока разряд образует светящуюся дугу, где межэлектродный материал (обычно газ) подвергается различным этапам-насыщению, расщепления, сияние, переход и тепловая дуга. Напряжение возрастает до максимума на стадии насыщения, и после этого оно подвергается колебаниям различных этапов, в то время как текущий постепенно увеличивается. ^{[ 50 ]} Электрическое сопротивление вдоль дуги создает тепло , что диссоциирует больше молекул газа и ионизирует полученные атомы. Следовательно, электрическая энергия передается электронам, которые из -за их великой подвижности и большого количества способны быстро рассеять ее путем упругих столкновений с тяжелыми частицами. ^{[ 51 ]}

Примеры промышленной плазмы

Плазмы находят приложения во многих областях исследований, технологий и промышленности, например, в промышленной и добывающей металлургии , ^{[ 51 ]}^{[ 52 ]} поверхностные обработки, такие как распыление плазмы (покрытие), травление в микроэлектронике, ^{[ 53 ]} металлическая резка ^{[ 54 ]} и сварка ; а также в повседневной очистке выхлопных газов и люминесцентных / люминесцентных ламп, ^{[ 48 ]} топливное зажигание и даже в сверхзвуковых двигателях сгорания для аэрокосмической техники . ^{[ 55 ]}

Выбросы низкого давления

светящейся разряда Плазма : нетемическая плазма, генерируемая путем применения электрического поля DC или низкочастотного радиочастотного (<100 кГц) к зазору между двумя металлическими электродами. Вероятно, самая распространенная плазма; Это тип плазмы, генерируемой в флуоресцентных световых трубках. ^{[ 56 ]}
Емкостно связанная плазма (CCP) : аналогично плазме света, но генерируется высокочастотными радиочастотными электрическими полками, обычно 13,56 МГц . Они отличаются от разрядов свечения тем, что ножны гораздо менее интенсивны. Они широко используются в промышленности по производству микрофорации и интегрированных схем для травления в плазме и осаждения химического паров в плазме. ^{[ 57 ]}
Каскадная дуговая плазма Источник : устройство для получения плазмы низкой температуры (≈1EV) высокой плотности (HDP).
Индуктивно связанная плазма (ICP) : аналогично CCP и с аналогичными приложениями, но электрод состоит из катушки, обернутой вокруг камеры, где образуется плазма. ^{[ 58 ]}
Плазма с нагретой волны : аналогично CCP и ICP в том смысле, что она обычно является RF (или микроволновой). Примеры включают в себя разряд Helicon и электронный циклотронный резонанс (ECR). ^{[ 59 ]}

Атмосферное давление

Разряд дуги : это высокая мощная тепловая разрядка очень высокой температуры (≈10 000 К). Его можно сгенерировать с помощью различных источников питания. Он обычно используется в металлургических процессах. Например, он используется для раскоренной минералы, содержащих Al ₂ O ₃ для получения алюминия . ^{[ Цитация необходима ]}
Короне , это невозможный разряд, генерируемый применением высокого напряжения к острым кончикам электродов. Он обычно используется в генераторах озона и осадках частиц. ^{[ Цитация необходима ]}
Диэлектрический барьерный разряд (DBD): это невозможный разряд, генерируемый применением высоких напряжений на небольших пробелах, в которых непроводящее покрытие предотвращает переход разряда плазмы в дугу. Часто это сброшено сброс «Корона» в промышленности и имеет аналогичное применение с разрядами короны. Распространенное использование этого разряда находится в плазменном приводе для сокращения сопротивления транспортного средства. ^{[ 60 ]} Это также широко используется в веб -обработке тканей. ^{[ 61 ]} Применение разряда к синтетическим тканям и пластмассам функционирует поверхность и позволяет краски, клей и аналогичные материалы для прилипания. ^{[ 62 ]} Диэлектрический барьерный разряд использовался в середине 1990-х годов, чтобы показать, что низкотемпературная плазма атмосферного давления эффективна в инактивирующих бактериальных клетках. ^{[ 63 ]} Эта работа и более поздние эксперименты с использованием клеток млекопитающих привели к созданию новой области исследований, известной как плазменная медицина . Конфигурация разряда диэлектрического барьера также использовалась в конструкции низкотемпературных плазменных самолетов. Эти плазменные самолеты производятся быстро распространяющимися ионизационными волнами, известными как плазменные пули. ^{[ 64 ]}
Емкостный разряд : это нетемальная плазма, генерируемая путем применения РЧ -мощности (например, 13,56 МГц ) к одному электроду с питанием, с заземленным электродом, удерживаемым на небольшом расстоянии разделения при порядке 1 см. Такие разряды обычно стабилизируются с использованием благородного газа, такого как гелий или аргон. ^{[ 65 ]}
« Пьезоэлектрическая плазма прямого разряда :»-это нетеромальная плазма, генерируемая на высокой стороне пьезоэлектрического трансформатора (PT). Этот вариант генерации особенно подходит для высокоэффективных и компактных устройств, где отдельный источник питания высокого напряжения не желателен. ^{[ Цитация необходима ]}

MHD Конвертеры

В 1960 -х годах были вызваны мировые усилия по изучению магнитогидродинамических преобразователей , чтобы вывести на рынок преобразование MHD на рынок с коммерческими электростанциями нового вида, превращая кинетическую энергию высокоскоростной плазмы в электроэнергию без движущихся частей при высокой эффективности . Исследования также проводились в области сверхзвуковой и гиперзвуковой аэродинамики для изучения плазменного взаимодействия с магнитными полями, чтобы в конечном итоге достичь пассивного и даже активного управления потоком вокруг транспортных средств или снарядов, чтобы смягчить и смягчить ударные волны , более низкий тепловой перевод и уменьшить сопротивление . ^{[ Цитация необходима ]}

Такие ионизированные газы, используемые в «плазменной технологии» («технологическая» или «инженерная» плазма), обычно представляют собой слабо ионизированные газы в том смысле, что только крошечная часть молекул газа ионизирована. ^{[ 66 ]} Эти виды слабых ионизированных газов также являются нетермическими «холодными» плазмами. В присутствии магнитных полей изучение таких намагниченных нетеромальных слабого ионизированных газов включает в себя резистивную магнитогидродинамику с низким магнитным числом Рейнольдса , сложное поле физики плазмы, где расчеты требуют диадических тензоров в 7-мерном фазовом пространстве . При использовании в сочетании с высоким параметром зала критическое значение запускает проблемную электротермическую нестабильность , которая ограничивала эти технологические разработки. ^{[ Цитация необходима ]}

Сложные плазменные явления

Хотя основные уравнения, регулирующие плазму, относительно просты, поведение плазмы чрезвычайно разнообразно и тонко: появление неожиданного поведения из простой модели является типичной особенностью сложной системы . Такие системы в некотором смысле лежат на границе между упорядоченным и неупорядоченным поведением и обычно не могут быть описаны либо простыми, гладкими, математическими функциями или чистой случайностью. Спонтанное образование интересных пространственных особенностей в широком диапазоне шкал длины представляет собой одно проявление сложности в плазме. Особенности интересны, например, потому что они очень острые, пространственно прерывистые (расстояние между функциями намного больше, чем сами функции) или имеют фрактальную форму. Многие из этих особенностей были впервые изучены в лаборатории и впоследствии были признаны по всей Вселенной. ^{[ Цитация необходима ]} Примеры сложности и сложных структур в плазме включают:

Нить

Полосы или струнные структуры ^{[ 67 ]} видны во многих плазмах, как плазменный мяч , Aurora , ^{[ 68 ]} молния , ^{[ 69 ]} Электрические дуги , солнечные вспышки , ^{[ 70 ]} и остатки сверхновой . ^{[ 71 ]} Иногда они ассоциируются с большей плотностью тока, и взаимодействие с магнитным полем может образовывать магнитную веревку . ^{[ 72 ]} (См. Также Плазму .

Филамента также относится к самоопланированию лазерного импульса с высокой мощностью. При высоких мощностях нелинейная часть индекса преломления становится важной и вызывает более высокий показатель преломления в центре лазерного луча, где лазер ярче, чем по краям, вызывая обратную связь, которая фокусирует лазер еще больше. Более плотный лазер имеет более высокую пиковую яркость (излучение), которая образует плазму. Плазма имеет индекс преломления ниже, чем один, и вызывает оформление лазерного луча. Взаимодействие индекса фокусировки рефракции и дефокусирующей плазмы создает образование длинной нити плазмы, которая может быть микрометрами до километров в длину. ^{[ 73 ]} Одним из интересных аспектов образованной нити плазмы является относительно низкая плотность ионов из -за дефокусирующих эффектов ионизированных электронов. ^{[ 74 ]} (См. Также распространение нити )

Непроницаемая плазма

Несоответствующая плазма - это тип тепловой плазмы, которая действует как непроницаемое твердое вещество по отношению к газу или холодной плазме и может быть физически подтолкнуть. Взаимодействие холодного газа и тепловой плазмы было кратко изучено группой, возглавляемой Ханнесом Альфвенном в 1960 -х и 1970 -х годах для ее возможных применений в изоляции плазмы слияния от стен реактора. ^{[ 75 ]} Однако позже было обнаружено, что внешние магнитные поля в этой конфигурации могут вызвать нестабильность изгиба в плазме и впоследствии привести к неожиданно высокой тепловой потерь к стенам. ^{[ 76 ]}

В 2013 году группа ученых-материалов сообщила, что они успешно сгенерировали стабильную непроницаемую плазму без магнитного заключения, используя только одеяло с холодным газом сверхвысокого давления. В то время как спектроскопические данные о характеристиках плазмы, как утверждалось, трудно получить из -за высокого давления, пассивное влияние плазмы на синтез различных наноструктур четко предположило эффективное заключение. Они также показали, что при поддержании недостатки в течение нескольких десятков секунд, скрининг ионов на границе раздела плазменное газ может привести к сильному вторичному моду нагрева (известного как вязкое нагревание), что приводит к различной кинетике реакций и формированию комплекса наноматериалы . ^{[ 77 ]}

Галерея

Зал
Солнечная плазма
Плазменное распыление
Плазма в игре
Лабораторная плазма

Смотрите также

Quark-Gluon Plasma

Фазовые переходы материи (
v
Т
и
)
К От	Твердый	Жидкость	Газ	Плазма
Твердый		Таяние	Сублимация
Жидкость	Замораживание		Испарение
Газ	Показания	Конденсация		Ионизация
Плазма			Рекомбинация

Ссылки

^ Лидделл, Генри Джордж; Скотт, Роберт (1940). "πλάσμα" . Грек-английский лексикон . Кларендон Пресс . Получено 10 февраля 2023 года .
^ Чу, PK; Лу, Синпель (2013). Технология низкотемпературной плазмы: методы и применение . CRC Press. п. 3. ISBN 978-1-4665-0990-0 .
^ Пил А. (2010). Физика плазмы: введение в лабораторию, пространство и плазму слияния . Спрингер . С. 4–5. ISBN 978-3-642-10491-6 Полем Архивировано с оригинала 5 января 2016 года.
^ Филлипс, KJH (1995). Руководство по солнцу . Издательство Кембриджского университета . п. 295. ISBN 978-0-521-39788-9 Полем Архивировано из оригинала 15 января 2018 года.
^ Aschwanden, MJ (2004). Физика Солнечной Короны. Введение . Praxis Publishing. ISBN 978-3-540-22321-4 .
^ Chiuderi, C.; Велли, М. (2015). Основы плазменной астрофизики . Спрингер . п. 17. ISBN 978-88-470-5280-2 .
^ Morozov, AI (2012). Введение в плазменную динамику . CRC Press. п. 30. ISBN 978-1-4398-8132-3 .
^ Чу, PK; Лу, Синпель (2013). Технология низкотемпературной плазмы: методы и применение . CRC Press. ISBN 978-1-4665-0990-0 .
^ «Как работает молния» . Howstuffworks. Апрель 2000 г. Архивировано с оригинала 7 апреля 2014 года.
^ Morozov, AI (2012). Введение в плазменную динамику . CRC Press. п. 4–5. ISBN 978-1-4398-8132-3 .
^ «Найдите в библиотеке: по Radiant Matter лекция, проведенная Британской ассоциации по развитию науки, в Шеффилде, пятница, 22 августа 1879 года» . Архивировано из оригинала 9 июля 2006 года . Получено 24 мая 2006 г. "Radiant Matter" . Архивировано из оригинала 13 июня 2006 года . Получено 24 мая 2006 г.
^ Langmuir, I. (1928). «Колебания в ионизированных газах» . Труды Национальной академии наук . 14 (8): 627–637. Bibcode : 1928pnas ... 14..627L . doi : 10.1073/pnas.14.8.627 . PMC 1085653 . PMID 16587379 .
^ Тонкс, Льюи (1967). «Рождение" плазмы ". Американский журнал физики . 35 (9): 857–858. Bibcode : 1967AMJPH..35..857t . doi : 10.1119/1.1974266 .
^ Браун, Санборн С. (1978). «Глава 1: Короткая история газообразной электроники» . В Хирш, Мерл Н.; Оскам, HJ (ред.). Газовая электроника . Тол. 1. Академическая пресса. ISBN 978-0-12-349701-7 Полем Архивировано с оригинала 23 октября 2017 года.
^ Мотт-Смит, Гарольд М. (1971). «История" плазмы " . Природа . 233 (5316): 219. Bibcode : 1971natur.233..219m . doi : 10.1038/233219A0 . PMID 16063290 .
^ Frank-Kamenetskii, David A. (1972) [1961–1963]. Плазма-четвертое состояние материи (3-е изд.). Нью -Йорк: Plenum Press. ISBN 9781468418965 Полем Архивировано из оригинала 15 января 2018 года.
^ Яффа Элизер, Шалом Элизер, Четвертое государство материи: введение в физику плазмы , издатель: Адам Хилгер, 1989, ISBN 978-0-85274-164-1 , 226 страниц, стр. 5
^ Bittencourt, JA (2004). Основы физики плазмы . Спрингер. п. 1. ISBN 9780387209753 Полем Архивировано из оригинала 2 февраля 2017 года.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Чен, Фрэнсис Ф. (1984). Введение в физику плазмы и контролируемое слияние . Springer International Publishing. С. 2–3. ISBN 9781475755954 Полем Архивировано из оригинала 15 января 2018 года.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Фрейдберг, Джеффри П. (2008). Физика плазмы и энергия слияния . Издательство Кембриджского университета. п. 121. ISBN 9781139462150 Полем Архивировано с оригинала 24 декабря 2016 года.
^ Старрок, Питер А. (1994). Физика плазмы: введение в теорию астрофизической, геофизической и лабораторной плазмы . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-44810-9 .
^ Hazeltine, Rd; Waelbroeck, FL (2004). Структура физики плазмы . Westview Press. ISBN 978-0-7382-0047-7 .
^ Хонг, Алиса (2000). Элерт, Гленн (ред.). «Диэлектрическая прочность воздуха» . Физический факт . Получено 6 июля 2018 года .
^ Денди, Ро (1990). Плазменная динамика . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-852041-2 Полем Архивировано из оригинала 15 января 2018 года.
^ Гастингс, Даниэль и Гаррет, Генри (2000). Взаимодействие космического корабля и окружающая среда . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-47128-2 .
^ Чен, Фрэнсис Ф. (1984). Введение в физику плазмы и контролируемое слияние . Чен, Фрэнсис Ф., 1929- (2-е изд.). Нью -Йорк: Plenum Press. ISBN 978-0306413322 Полем OCLC 9852700 . Архивировано из оригинала 15 января 2018 года.
^ Фортов, Владимир Э; Якубов, Игорь Т (ноябрь 1999 г.). Физика неидеальной плазмы . Мировой научный. doi : 10.1142/3634 . ISBN 978-981-02-3305-1 . 978-981-281-554-5 . Получено 19 марта 2021 года .
^ «Квази-нейтральность-теория плазменной вселенной (энциклопедия, подобная Википедии)» . www.plasma-universe.com . Архивировано из оригинала 26 октября 2017 года . Получено 25 октября 2017 года .
^ Klimontovich, Yu L. (31 января 1997 г.). «Физика плазмы без столкновений» . Физика-USPECHI . 40 (1): 21–51. doi : 10.1070/pu1997v040n01abeh000200 . ISSN 1063-7869 . S2CID 250739485 . Получено 19 марта 2021 года .
^ Greaves, RG; Tinkle, MD; Surko, CM (1994). «Создание и использование позитронной плазмы». Физика плазмы . 1 (5): 1439. BIBCODE : 1994PHPL .... 1.1439G . doi : 10.1063/1,870693 .
^ Morfill, Ge; Ivlev, Alexei V. (2009). «Сложная плазма: междисциплинарная область исследований». Обзоры современной физики . 81 (4): 1353–1404. Bibcode : 2009rvmp ... 81.1353m . doi : 10.1103/revmodphys.81.1353 .
^ «Фонтан плазмы» . pwg.gsfc.nasa.gov . Получено 10 февраля 2023 года .
^ Николсон, Дуайт Р. (1983). Введение в теорию плазмы . Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-09045-8 .
^ Хамранг, Аббас (2014). Усовершенствованные неклассические материалы со сложным поведением: моделирование и применение, том 1 . CRC Press. п. 10
^ Марон, Ицхак (1 июня 2020 года). «Экспериментальное определение термического, турбулентного и вращательного ионного движения и магнитных поля в взорвающей плазме» . Физика плазмы . 27 (6): 060901. BIBCODE : 2020PHPL ... 27F0901M . doi : 10.1063/5.0009432 . ISSN 1070-664X .
^ Администратор НАСА (7 июня 2013 г.). «Вспышки в небе: гамма-лучевые всплески земли, вызванные молнией» . НАСА . Получено 10 февраля 2023 года .
^ Блок, Ларс П. (1978). «Обзор двойного слоя» . Астрофизика и космическая наука . 55 (1): 59–83. doi : 10.1007/bf00642580 . ISSN 1572-946x . S2CID 122977170 . Получено 15 июля 2021 года .
^ Plasma Science: от фундаментальных исследований до технологических применений . Национальный исследовательский совет (США). Группа по возможностям в области плазменной науки и техники. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия издательство. 1995. с. 51. ISBN 9780309052313 Полем OCLC 42854229 . {{cite book}}: Cs1 maint: другие ( ссылка )
^ Фицпатрик, Ричард. «Нагнутые плазмы» . Введение в физику плазмы . Получено 10 февраля 2023 года .
^ Alfven, H.; Аррениус, Г. (январь 1976 г.). "Глава 15" . ИСТОРИЯ.NASA.gov . Получено 10 февраля 2023 года .
^ Рой, Субрата; Пандей, BP (сентябрь 2002 г.). «Численное исследование плазмы зала плазмы». Физика плазмы . 9 (9): 4052–4060. BIBCODE : 2002PHPL .... 9.4052R . doi : 10.1063/1.1498261 . HDL : 2027.42/70486 .
^ Гурнетт, да; Бхаттачарджи А. (6 января 2005 г.). Введение в физику плазмы: с пространством и лабораторными применениями . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-36483-6 . Scherer, K.; Fichtner, H.; Хебер, Б. (2005). Космическая погода: физика лозунга . Берлин: Спрингер. п. 138. ISBN 978-3-540-22907-0 . .
^ Келли, MC (2009). Ионосфера Земли: физика плазмы и электродинамика (2 -е изд.). Академическая пресса. ISBN 9780120884254 .
^ Рассел, CT (1990). «Магнитопауза» . Физика магнитного потока веревки . Геофизическая серия монографий. 58 : 439–453. Бибкод : 1990 г .... 58..439R . doi : 10.1029/gm058p0439 . ISBN 0-87590-026-7 Полем Архивировано из оригинала 3 мая 2012 года . Получено 25 августа 2018 года .
^ Месзарон, Петер (16 сентября 2010 г.). Высокоэнергетическая вселенная: сверхвысокие энергетические события в астрофизике и космологии . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-139-49072-6 .
^ Рейн, Дерек Дж.; Томас, Эдвин Джордж (2010). Черные дыры: введение . Императорская колледж Пресс. ISBN 978-1-84816-382-9 .
^ «APOD: 2004 г., 11 декабря - энергетический самолет M87» . apod.nasa.gov . Получено 10 февраля 2023 года .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Hippler, R.; Kersten, H.; Schmidt, M.; Schoenbach, KM, Eds. (2008). «Источники плазмы». Плазмы низкой температуры: основы, технологии и методы (2 -е изд.). Wiley-Vch. ISBN 978-3-527-40673-9 .
^ Чен, Фрэнсис Ф. (1984). Физика плазмы и контролируемое слияние . Plenum Press. ISBN 978-0-306-41332-2 Полем Архивировано из оригинала 15 января 2018 года.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Leal-quiros, Edbertho (2004). «Плазменная обработка муниципальных твердых отходов» . Бразильский журнал физики . 34 (4b): 1587–1593. Bibcode : 2004brjph..34.1587L . doi : 10.1590/s0103-97332004000800015 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Гомес, Е.; Рани, да; Чизман, кр; Deegan, D.; Мудрый, м.; Boccaccini, AR (2009). «Тепловая плазматическая технология для лечения отходов: критический обзор». Журнал опасных материалов . 161 (2–3): 614–626. Bibcode : 2009jhzm..161..614G . doi : 10.1016/j.jhazmat.2008.04.017 . PMID 18499345 . S2CID 206069219 .
^ Szałatkiewicz, J. (2016). «Исправление металлов из искусственной руды в случае печатных плат с использованием плазменного плазменного реактора» . Материалы 9 (8): 683–696. Bibcode : 2016mate .... 9..683s . doi : 10.3390/ma9080683 . PMC 5512349 . PMID 28773804 .
^ Национальный исследовательский совет (1991). Плазменная обработка материалов: научные возможности и технологические проблемы . Национальная академическая пресса. ISBN 978-0-309-04597-1 .
^ Немчинский, Вирджиния; Severance, WS (2006). «То, что мы знаем и что мы не знаем о резке плазменной дуги». Журнал физики D: прикладная физика . 39 (22): R423. Bibcode : 2006jphd ... 39r.423n . doi : 10.1088/0022-3727/39/22/r01 . S2CID 116995929 .
^ Перетич, Массачусетс; О'Брайен, WF; Шетц, JA (2007). «Управление мощностью плазменной горелки для приложения Scramjet» (PDF) . Вирджиния космический грант Консорциум. Архивировано из оригинала (PDF) 29 июня 2010 года . Получено 12 апреля 2010 года . {{cite journal}}: CITE Journal требует |journal= ( помощь )
^ Стерн, Дэвид П. "Флуоресцентная лампа: плазма, которую вы можете использовать" . Архивировано из оригинала 30 мая 2010 года . Получено 19 мая 2010 года .
^ Соболевски, Массачусетс; Langan & Felker, JG & BS (1997). «Электрическая оптимизация плазменной плазмы, усиленной плазмой, чистящей плазмы» (PDF) . Журнал вакуумной науки и техники б . 16 (1): 173–182. Bibcode : 1998jvstb..16..173s . doi : 10.1116/1,589774 . Архивировано из оригинала (PDF) 18 января 2009 года.
^ Окумура Т. (2010). «Источники и приложения плазмы индуктивно связаны» . Physics Research International . 2010 : 1–14. doi : 10.1155/2010/164249 .
^ Химия плазмы . Издательство Кембриджского университета. 2008. с. 229. ISBN 9781139471732 Полем Архивировано из оригинала 2 февраля 2017 года.
^ Roy, S.; Чжао, П.; Dasgupta, A.; Сони, Дж. (2016). «Привод диэлектрического барьера для снижения сопротивления транспортных средств на скорости шоссе» . AIP Advances . 6 (2): 025322. Bibcode : 2016aipa .... 6b5322r . doi : 10.1063/1,4942979 .
^ Leroux, F.; Perwuelz, A.; Campagne, C.; Behary, N. (2006). «Атмосферные обработки воздушной плазмы полиэфирных текстильных структур». Журнал адгезионной науки и технологии . 20 (9): 939–957. doi : 10.1163/156856106777657788 . S2CID 137392051 .
^ Леру, FDR; Campagne, C.; Perwuelz, A.; Gengembre, LO (2008). «Полипропиленовая пленка Химическая и физическая модификация с помощью диэлектрического барьерного распределения плазмы при атмосферном давлении». Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 328 (2): 412–420. Bibcode : 2008JCIS..328..412L . doi : 10.1016/j.jcis.2008.09.062 . PMID 18930244 .
^ Ларуси М. (1996). «Стерилизация загрязненного вещества с плазмой атмосферного давления». IEEE транзакции на плазменной науке . 24 (3): 1188–1191. Bibcode : 1996itps ... 24.1188l . doi : 10.1109/27.533129 .
^ Lu, x.; Найдис, Гв; Laroussi, M.; Остриков, К. (2014). «Волны с гидом ионизацией: теория и эксперименты». Физические отчеты . 540 (3): 123. Bibcode : 2014phr ... 540..123L . doi : 10.1016/j.physrep.2014.02.006 .
^ Парк, J.; Henins, я.; Herrmann, HW; Selwyn, GS; Хикс, Р.Ф. (2001). «Феномен разряда радиочастотного радиочастотного давления в атмосферном давлении» . Журнал прикладной физики . 89 (1): 20. Bibcode : 2001jap .... 89 ... 20p . doi : 10.1063/1.1323753 .
^ Шеффилд, Дж.; Froula, D.; Гленцер, Ш; Luhmann, NC Jr. (2011). Плазма рассеяние электромагнитного излучения: теория и методы измерения (1 -е изд., 2 -е изд.). Берлингтон, Массачусетс: Академическая пресса/Elsevier. п. 273. ISBN 978-0080952031 Полем OCLC 690642377 .
^ Дикель, младший (1990). «Филаменты в остатках сверхновой: листы, струны, ленты или?». Бюллетень Американского астрономического общества . 22 : 832. Bibcode : 1990baas ... 22..832d .
^ Grydeland, T. (2003). «Интерферометрические наблюдения нитчатых структур, связанных с нестабильностью плазмы в ауроральной ионосфере» . Геофизические исследования . 30 (6): 1338. Bibcode : 2003georl..30.1338G . doi : 10.1029/2002gl016362 .
^ Мосс, GD; Паско, вице -президент; Лю, н.; Веронис, Г. (2006). «Модель Монте -Карло для анализа термических беглых электронов в кончиках стримеров в переходных световых событиях и стримерных зонах лидеров молнии» . Журнал геофизических исследований . 111 (A2): A02307. Bibcode : 2006jgra..111.2307m . doi : 10.1029/2005ja011350 .
^ Доэрти, Лоуэлл Р.; Мензель, Дональд Х. (1965). «Перевещательная структура в солнечных высказываниях». Астрофизический журнал . 141 : 251. Bibcode : 1965Apj ... 141..251d . doi : 10.1086/148107 .
^ «Хаббл смотрит на краб -туманность M1: крабовые туманности» . Архивировано из оригинала 5 октября 2009 года . Получено 26 января 2017 года . {{cite web}}: CS1 Maint: Bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ) . Университет Аризоны
^ Чжан, ты; Песня, MT; Ji, HS (2002). «Веревочная солнечная нить и вспышка IIIB». Китайская астрономия и астрофизика . 26 (4): 442–450. Bibcode : 2002cha & A..26..442Z . doi : 10.1016/s0275-1062 (02) 00095-4 .
^ Чин, SL (2006). «Некоторые фундаментальные концепции фемтосекундной лазерной нити». Прогресс в сверхбыстрой интенсивной лазерной науке III (PDF) . Серия Springer в химической физике. Тол. 49. с. 281. Bibcode : 2008pui3.book..243c . doi : 10.1007/978-3-540-73794-0_12 . ISBN 978-3-540-73793-3 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помощь )
^ Talebpour, A.; Абдель-Фатта, м.; Чин, SL (2000). «Фокусируя ограничения интенсивных сверхбыстрых лазерных импульсов в газе высокого давления: дорога к новому спектроскопическому источнику». Оптическая коммуникация . 183 (5–6): 479–484. BIBCODE : 2000OPTCO.183..479T . doi : 10.1016/s0030-4018 (00) 00903-2 .
^ Alfvén, H.; Smårs, E. (1960). «Газовая газовая газовая плазма». Природа . 188 (4753): 801–802. Bibcode : 1960natur.188..801a . doi : 10.1038/188801a0 . S2CID 26797662 .
^ Braams, CM (1966). «Стабильность плазмы, ограниченная одеялом с холодным газом». Письма о физическом обзоре . 17 (9): 470–471. Bibcode : 1966 Phrvl..17..470b . doi : 10.1103/physrevlett.17.470 .
^ Yaghoubi, A.; Mélinon, P. (2013). «Настраиваемый синтез и рост мезоструктур кремниевой углеродной углеводы с использованием непроницаемой плазмы» . Научные отчеты . 3 : 1083. BIBCODE : 2013NATSR ... 3E1083Y . doi : 10.1038/srep01083 . PMC 3547321 . PMID 23330064 .

Внешние ссылки

Плазма: Четвертый штат Материал Архивировал 30 сентября 2019 года на машине Wayback
Введение в физику плазмы: курс выпускника, проведенный Ричардом Фицпатриком | MIT введение Ihhutchinson
Взаимодействие плазменного материала
Как сделать светящийся шар плазмы в микроволновой печи с виноградным архивным 6 сентября 2005 года на машине Wayback | Больше (видео)
OpenPIC3D-3D-гибридные частицы в клетках динамики плазмы
Формарный интерактивный плазменный плаз

[πλάσμα-1] Лидделл, Генри Джордж; Скотт, Роберт (1940). "πλάσμα" . Грек-английский лексикон . Кларендон Пресс . Получено 10 февраля 2023 года .

[Itptma2013a-2] Чу, PK; Лу, Синпель (2013). Технология низкотемпературной плазмы: методы и применение . CRC Press. п. 3. ISBN 978-1-4665-0990-0 .

[Piel2010-3] Пил А. (2010). Физика плазмы: введение в лабораторию, пространство и плазму слияния . Спрингер . С. 4–5. ISBN 978-3-642-10491-6 Полем Архивировано с оригинала 5 января 2016 года.

[Phillips1995-4] Филлипс, KJH (1995). Руководство по солнцу . Издательство Кембриджского университета . п. 295. ISBN 978-0-521-39788-9 Полем Архивировано из оригинала 15 января 2018 года.

[Aschwanden2004-5] Aschwanden, MJ (2004). Физика Солнечной Короны. Введение . Praxis Publishing. ISBN 978-3-540-22321-4 .

[BoPA2015-6] Chiuderi, C.; Велли, М. (2015). Основы плазменной астрофизики . Спрингер . п. 17. ISBN 978-88-470-5280-2 .

[Itpd2012b-7] Morozov, AI (2012). Введение в плазменную динамику . CRC Press. п. 30. ISBN 978-1-4398-8132-3 .

[Itptma2013-8] Чу, PK; Лу, Синпель (2013). Технология низкотемпературной плазмы: методы и применение . CRC Press. ISBN 978-1-4665-0990-0 .

[9] «Как работает молния» . Howstuffworks. Апрель 2000 г. Архивировано с оригинала 7 апреля 2014 года.

[Itpd2012-10] Morozov, AI (2012). Введение в плазменную динамику . CRC Press. п. 4–5. ISBN 978-1-4398-8132-3 .

[11] «Найдите в библиотеке: по Radiant Matter лекция, проведенная Британской ассоциации по развитию науки, в Шеффилде, пятница, 22 августа 1879 года» . Архивировано из оригинала 9 июля 2006 года . Получено 24 мая 2006 г. "Radiant Matter" . Архивировано из оригинала 13 июня 2006 года . Получено 24 мая 2006 г.

[langmuir1928-12] Langmuir, I. (1928). «Колебания в ионизированных газах» . Труды Национальной академии наук . 14 (8): 627–637. Bibcode : 1928pnas ... 14..627L . doi : 10.1073/pnas.14.8.627 . PMC 1085653 . PMID 16587379 .

[13] Тонкс, Льюи (1967). «Рождение" плазмы ". Американский журнал физики . 35 (9): 857–858. Bibcode : 1967AMJPH..35..857t . doi : 10.1119/1.1974266 .

[14] Браун, Санборн С. (1978). «Глава 1: Короткая история газообразной электроники» . В Хирш, Мерл Н.; Оскам, HJ (ред.). Газовая электроника . Тол. 1. Академическая пресса. ISBN 978-0-12-349701-7 Полем Архивировано с оригинала 23 октября 2017 года.

[15] Мотт-Смит, Гарольд М. (1971). «История" плазмы " . Природа . 233 (5316): 219. Bibcode : 1971natur.233..219m . doi : 10.1038/233219A0 . PMID 16063290 .

[16] Frank-Kamenetskii, David A. (1972) [1961–1963]. Плазма-четвертое состояние материи (3-е изд.). Нью -Йорк: Plenum Press. ISBN 9781468418965 Полем Архивировано из оригинала 15 января 2018 года.

[17] Яффа Элизер, Шалом Элизер, Четвертое государство материи: введение в физику плазмы , издатель: Адам Хилгер, 1989, ISBN 978-0-85274-164-1 , 226 страниц, стр. 5

[18] Bittencourt, JA (2004). Основы физики плазмы . Спрингер. п. 1. ISBN 9780387209753 Полем Архивировано из оригинала 2 февраля 2017 года.

[Chen,_Francis_F._2016_2–3-19] Jump up to: ^а ^{беременный} Чен, Фрэнсис Ф. (1984). Введение в физику плазмы и контролируемое слияние . Springer International Publishing. С. 2–3. ISBN 9781475755954 Полем Архивировано из оригинала 15 января 2018 года.

[Freidberg,_Jeffrey_P._2008_121-20] Jump up to: ^а ^{беременный} Фрейдберг, Джеффри П. (2008). Физика плазмы и энергия слияния . Издательство Кембриджского университета. п. 121. ISBN 9781139462150 Полем Архивировано с оригинала 24 декабря 2016 года.

[Sturrock-21] Старрок, Питер А. (1994). Физика плазмы: введение в теорию астрофизической, геофизической и лабораторной плазмы . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-44810-9 .

[22] Hazeltine, Rd; Waelbroeck, FL (2004). Структура физики плазмы . Westview Press. ISBN 978-0-7382-0047-7 .

[23] Хонг, Алиса (2000). Элерт, Гленн (ред.). «Диэлектрическая прочность воздуха» . Физический факт . Получено 6 июля 2018 года .

[Hazeltine-24] Денди, Ро (1990). Плазменная динамика . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-852041-2 Полем Архивировано из оригинала 15 января 2018 года.

[25] Гастингс, Даниэль и Гаррет, Генри (2000). Взаимодействие космического корабля и окружающая среда . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-47128-2 .

[26] Чен, Фрэнсис Ф. (1984). Введение в физику плазмы и контролируемое слияние . Чен, Фрэнсис Ф., 1929- (2-е изд.). Нью -Йорк: Plenum Press. ISBN 978-0306413322 Полем OCLC 9852700 . Архивировано из оригинала 15 января 2018 года.

[27] Фортов, Владимир Э; Якубов, Игорь Т (ноябрь 1999 г.). Физика неидеальной плазмы . Мировой научный. doi : 10.1142/3634 . ISBN 978-981-02-3305-1 . 978-981-281-554-5 . Получено 19 марта 2021 года .

[28] «Квази-нейтральность-теория плазменной вселенной (энциклопедия, подобная Википедии)» . www.plasma-universe.com . Архивировано из оригинала 26 октября 2017 года . Получено 25 октября 2017 года .

[29] Klimontovich, Yu L. (31 января 1997 г.). «Физика плазмы без столкновений» . Физика-USPECHI . 40 (1): 21–51. doi : 10.1070/pu1997v040n01abeh000200 . ISSN 1063-7869 . S2CID 250739485 . Получено 19 марта 2021 года .

[30] Greaves, RG; Tinkle, MD; Surko, CM (1994). «Создание и использование позитронной плазмы». Физика плазмы . 1 (5): 1439. BIBCODE : 1994PHPL .... 1.1439G . doi : 10.1063/1,870693 .

[31] Morfill, Ge; Ivlev, Alexei V. (2009). «Сложная плазма: междисциплинарная область исследований». Обзоры современной физики . 81 (4): 1353–1404. Bibcode : 2009rvmp ... 81.1353m . doi : 10.1103/revmodphys.81.1353 .

[32] «Фонтан плазмы» . pwg.gsfc.nasa.gov . Получено 10 февраля 2023 года .

[Nicholson-33] Николсон, Дуайт Р. (1983). Введение в теорию плазмы . Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-09045-8 .

[34] Хамранг, Аббас (2014). Усовершенствованные неклассические материалы со сложным поведением: моделирование и применение, том 1 . CRC Press. п. 10

[35] Марон, Ицхак (1 июня 2020 года). «Экспериментальное определение термического, турбулентного и вращательного ионного движения и магнитных поля в взорвающей плазме» . Физика плазмы . 27 (6): 060901. BIBCODE : 2020PHPL ... 27F0901M . doi : 10.1063/5.0009432 . ISSN 1070-664X .

[36] Администратор НАСА (7 июня 2013 г.). «Вспышки в небе: гамма-лучевые всплески земли, вызванные молнией» . НАСА . Получено 10 февраля 2023 года .

[37] Блок, Ларс П. (1978). «Обзор двойного слоя» . Астрофизика и космическая наука . 55 (1): 59–83. doi : 10.1007/bf00642580 . ISSN 1572-946x . S2CID 122977170 . Получено 15 июля 2021 года .

[38] Plasma Science: от фундаментальных исследований до технологических применений . Национальный исследовательский совет (США). Группа по возможностям в области плазменной науки и техники. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия издательство. 1995. с. 51. ISBN 9780309052313 Полем OCLC 42854229 . {{cite book}}: Cs1 maint: другие ( ссылка )

[39] Фицпатрик, Ричард. «Нагнутые плазмы» . Введение в физику плазмы . Получено 10 февраля 2023 года .

[40] Alfven, H.; Аррениус, Г. (январь 1976 г.). "Глава 15" . ИСТОРИЯ.NASA.gov . Получено 10 февраля 2023 года .

[41] Рой, Субрата; Пандей, BP (сентябрь 2002 г.). «Численное исследование плазмы зала плазмы». Физика плазмы . 9 (9): 4052–4060. BIBCODE : 2002PHPL .... 9.4052R . doi : 10.1063/1.1498261 . HDL : 2027.42/70486 .

[42] Гурнетт, да; Бхаттачарджи А. (6 января 2005 г.). Введение в физику плазмы: с пространством и лабораторными применениями . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-36483-6 . Scherer, K.; Fichtner, H.; Хебер, Б. (2005). Космическая погода: физика лозунга . Берлин: Спрингер. п. 138. ISBN 978-3-540-22907-0 . .

[43] Келли, MC (2009). Ионосфера Земли: физика плазмы и электродинамика (2 -е изд.). Академическая пресса. ISBN 9780120884254 .

[44] Рассел, CT (1990). «Магнитопауза» . Физика магнитного потока веревки . Геофизическая серия монографий. 58 : 439–453. Бибкод : 1990 г .... 58..439R . doi : 10.1029/gm058p0439 . ISBN 0-87590-026-7 Полем Архивировано из оригинала 3 мая 2012 года . Получено 25 августа 2018 года .

[45] Месзарон, Петер (16 сентября 2010 г.). Высокоэнергетическая вселенная: сверхвысокие энергетические события в астрофизике и космологии . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-139-49072-6 .

[46] Рейн, Дерек Дж.; Томас, Эдвин Джордж (2010). Черные дыры: введение . Императорская колледж Пресс. ISBN 978-1-84816-382-9 .

[47] «APOD: 2004 г., 11 декабря - энергетический самолет M87» . apod.nasa.gov . Получено 10 февраля 2023 года .

[Hippler-48] Jump up to: ^а ^{беременный} Hippler, R.; Kersten, H.; Schmidt, M.; Schoenbach, KM, Eds. (2008). «Источники плазмы». Плазмы низкой температуры: основы, технологии и методы (2 -е изд.). Wiley-Vch. ISBN 978-3-527-40673-9 .

[Chen-49] Чен, Фрэнсис Ф. (1984). Физика плазмы и контролируемое слияние . Plenum Press. ISBN 978-0-306-41332-2 Полем Архивировано из оригинала 15 января 2018 года.

[Leal-Quiros-50] Jump up to: ^а ^{беременный} Leal-quiros, Edbertho (2004). «Плазменная обработка муниципальных твердых отходов» . Бразильский журнал физики . 34 (4b): 1587–1593. Bibcode : 2004brjph..34.1587L . doi : 10.1590/s0103-97332004000800015 .

[Gomez-51] Jump up to: ^а ^{беременный} Гомес, Е.; Рани, да; Чизман, кр; Deegan, D.; Мудрый, м.; Boccaccini, AR (2009). «Тепловая плазматическая технология для лечения отходов: критический обзор». Журнал опасных материалов . 161 (2–3): 614–626. Bibcode : 2009jhzm..161..614G . doi : 10.1016/j.jhazmat.2008.04.017 . PMID 18499345 . S2CID 206069219 .

[Szałatkiewicz-52] Szałatkiewicz, J. (2016). «Исправление металлов из искусственной руды в случае печатных плат с использованием плазменного плазменного реактора» . Материалы 9 (8): 683–696. Bibcode : 2016mate .... 9..683s . doi : 10.3390/ma9080683 . PMC 5512349 . PMID 28773804 .

[NRC-53] Национальный исследовательский совет (1991). Плазменная обработка материалов: научные возможности и технологические проблемы . Национальная академическая пресса. ISBN 978-0-309-04597-1 .

[Nemchinsky-54] Немчинский, Вирджиния; Severance, WS (2006). «То, что мы знаем и что мы не знаем о резке плазменной дуги». Журнал физики D: прикладная физика . 39 (22): R423. Bibcode : 2006jphd ... 39r.423n . doi : 10.1088/0022-3727/39/22/r01 . S2CID 116995929 .

[Peretich-55] Перетич, Массачусетс; О'Брайен, WF; Шетц, JA (2007). «Управление мощностью плазменной горелки для приложения Scramjet» (PDF) . Вирджиния космический грант Консорциум. Архивировано из оригинала (PDF) 29 июня 2010 года . Получено 12 апреля 2010 года . {{cite journal}}: CITE Journal требует |journal= ( помощь )

[56] Стерн, Дэвид П. "Флуоресцентная лампа: плазма, которую вы можете использовать" . Архивировано из оригинала 30 мая 2010 года . Получено 19 мая 2010 года .

[57] Соболевски, Массачусетс; Langan & Felker, JG & BS (1997). «Электрическая оптимизация плазменной плазмы, усиленной плазмой, чистящей плазмы» (PDF) . Журнал вакуумной науки и техники б . 16 (1): 173–182. Bibcode : 1998jvstb..16..173s . doi : 10.1116/1,589774 . Архивировано из оригинала (PDF) 18 января 2009 года.

[58] Окумура Т. (2010). «Источники и приложения плазмы индуктивно связаны» . Physics Research International . 2010 : 1–14. doi : 10.1155/2010/164249 .

[59] Химия плазмы . Издательство Кембриджского университета. 2008. с. 229. ISBN 9781139471732 Полем Архивировано из оригинала 2 февраля 2017 года.

[60] Roy, S.; Чжао, П.; Dasgupta, A.; Сони, Дж. (2016). «Привод диэлектрического барьера для снижения сопротивления транспортных средств на скорости шоссе» . AIP Advances . 6 (2): 025322. Bibcode : 2016aipa .... 6b5322r . doi : 10.1063/1,4942979 .

[61] Leroux, F.; Perwuelz, A.; Campagne, C.; Behary, N. (2006). «Атмосферные обработки воздушной плазмы полиэфирных текстильных структур». Журнал адгезионной науки и технологии . 20 (9): 939–957. doi : 10.1163/156856106777657788 . S2CID 137392051 .

[62] Леру, FDR; Campagne, C.; Perwuelz, A.; Gengembre, LO (2008). «Полипропиленовая пленка Химическая и физическая модификация с помощью диэлектрического барьерного распределения плазмы при атмосферном давлении». Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 328 (2): 412–420. Bibcode : 2008JCIS..328..412L . doi : 10.1016/j.jcis.2008.09.062 . PMID 18930244 .

[63] Ларуси М. (1996). «Стерилизация загрязненного вещества с плазмой атмосферного давления». IEEE транзакции на плазменной науке . 24 (3): 1188–1191. Bibcode : 1996itps ... 24.1188l . doi : 10.1109/27.533129 .

[64] Lu, x.; Найдис, Гв; Laroussi, M.; Остриков, К. (2014). «Волны с гидом ионизацией: теория и эксперименты». Физические отчеты . 540 (3): 123. Bibcode : 2014phr ... 540..123L . doi : 10.1016/j.physrep.2014.02.006 .

[65] Парк, J.; Henins, я.; Herrmann, HW; Selwyn, GS; Хикс, Р.Ф. (2001). «Феномен разряда радиочастотного радиочастотного давления в атмосферном давлении» . Журнал прикладной физики . 89 (1): 20. Bibcode : 2001jap .... 89 ... 20p . doi : 10.1063/1.1323753 .

[66] Шеффилд, Дж.; Froula, D.; Гленцер, Ш; Luhmann, NC Jr. (2011). Плазма рассеяние электромагнитного излучения: теория и методы измерения (1 -е изд., 2 -е изд.). Берлингтон, Массачусетс: Академическая пресса/Elsevier. п. 273. ISBN 978-0080952031 Полем OCLC 690642377 .

[67] Дикель, младший (1990). «Филаменты в остатках сверхновой: листы, струны, ленты или?». Бюллетень Американского астрономического общества . 22 : 832. Bibcode : 1990baas ... 22..832d .

[68] Grydeland, T. (2003). «Интерферометрические наблюдения нитчатых структур, связанных с нестабильностью плазмы в ауроральной ионосфере» . Геофизические исследования . 30 (6): 1338. Bibcode : 2003georl..30.1338G . doi : 10.1029/2002gl016362 .

[69] Мосс, GD; Паско, вице -президент; Лю, н.; Веронис, Г. (2006). «Модель Монте -Карло для анализа термических беглых электронов в кончиках стримеров в переходных световых событиях и стримерных зонах лидеров молнии» . Журнал геофизических исследований . 111 (A2): A02307. Bibcode : 2006jgra..111.2307m . doi : 10.1029/2005ja011350 .

[70] Доэрти, Лоуэлл Р.; Мензель, Дональд Х. (1965). «Перевещательная структура в солнечных высказываниях». Астрофизический журнал . 141 : 251. Bibcode : 1965Apj ... 141..251d . doi : 10.1086/148107 .

[71] «Хаббл смотрит на краб -туманность M1: крабовые туманности» . Архивировано из оригинала 5 октября 2009 года . Получено 26 января 2017 года . {{cite web}}: CS1 Maint: Bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ) . Университет Аризоны

[72] Чжан, ты; Песня, MT; Ji, HS (2002). «Веревочная солнечная нить и вспышка IIIB». Китайская астрономия и астрофизика . 26 (4): 442–450. Bibcode : 2002cha & A..26..442Z . doi : 10.1016/s0275-1062 (02) 00095-4 .

[73] Чин, SL (2006). «Некоторые фундаментальные концепции фемтосекундной лазерной нити». Прогресс в сверхбыстрой интенсивной лазерной науке III (PDF) . Серия Springer в химической физике. Тол. 49. с. 281. Bibcode : 2008pui3.book..243c . doi : 10.1007/978-3-540-73794-0_12 . ISBN 978-3-540-73793-3 . {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помощь )

[74] Talebpour, A.; Абдель-Фатта, м.; Чин, SL (2000). «Фокусируя ограничения интенсивных сверхбыстрых лазерных импульсов в газе высокого давления: дорога к новому спектроскопическому источнику». Оптическая коммуникация . 183 (5–6): 479–484. BIBCODE : 2000OPTCO.183..479T . doi : 10.1016/s0030-4018 (00) 00903-2 .

[75] Alfvén, H.; Smårs, E. (1960). «Газовая газовая газовая плазма». Природа . 188 (4753): 801–802. Bibcode : 1960natur.188..801a . doi : 10.1038/188801a0 . S2CID 26797662 .

[76] Braams, CM (1966). «Стабильность плазмы, ограниченная одеялом с холодным газом». Письма о физическом обзоре . 17 (9): 470–471. Bibcode : 1966 Phrvl..17..470b . doi : 10.1103/physrevlett.17.470 .

[77] Yaghoubi, A.; Mélinon, P. (2013). «Настраиваемый синтез и рост мезоструктур кремниевой углеродной углеводы с использованием непроницаемой плазмы» . Научные отчеты . 3 : 1083. BIBCODE : 2013NATSR ... 3E1083Y . doi : 10.1038/srep01083 . PMC 3547321 . PMID 23330064 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]

[ 45 ]

[ 46 ]

[ 47 ]

[ 48 ]

[ 49 ]

[ 50 ]

[ 51 ]

[ 52 ]

[ 53 ]

[ 54 ]

[ 55 ]

[ 56 ]

[ 57 ]

[ 58 ]

[ 59 ]

[ 60 ]

[ 61 ]

[ 62 ]

[ 63 ]

[ 64 ]

[ 65 ]

[ 66 ]

[ 67 ]

[ 68 ]

[ 69 ]

[ 70 ]

[ 71 ]

[ 72 ]

[ 73 ]

[ 74 ]

[ 75 ]

[ 76 ]

[ 77 ]

v Т и Состояния материи ( список )
State	Solid Liquid Gas / Vapor Supercritical fluid Plasma
Low energy	Bose–Einstein condensate Fermionic condensate Degenerate matter Quantum Hall Rydberg matter Strange matter Superfluid Supersolid Photonic molecule
High energy	QCD matter Quark–gluon plasma Color-glass condensate
Other states	Colloid Crystal Liquid crystal Time crystal Quantum spin liquid Exotic matter Programmable matter Dark matter Antimatter Magnetically ordered Antiferromagnet Ferrimagnet Ferromagnet String-net liquid Superglass
Phase transitions	Boiling Boiling point Condensation Critical line Critical point Crystallization Deposition Evaporation Flash evaporation Freezing Chemical ionization Ionization Lambda point Melting Melting point Recombination Regelation Saturated fluid Sublimation Supercooling Triple point Vaporization Vitrification
Quantities	Enthalpy of fusion Enthalpy of sublimation Enthalpy of vaporization Latent heat Latent internal energy Trouton's rule Volatility
Concepts	Baryonic matter Binodal Compressed fluid Cooling curve Equation of state Leidenfrost effect Macroscopic quantum phenomena Mpemba effect Order and disorder (physics) Spinodal Superconductivity Superheated vapor Superheating Thermo-dielectric effect

v Т и Основные филиалы физики
Divisions	Pure Applied Engineering
Approaches	Experimental Theoretical Computational
Classical	Classical mechanics Newtonian Analytical Celestial Continuum Acoustics Classical electromagnetism Classical optics Ray Wave Thermodynamics Statistical Non-equilibrium
Modern	Relativistic mechanics Special General Nuclear physics Quantum mechanics Particle physics Atomic, molecular, and optical physics Atomic Molecular Modern optics Condensed matter physics
Interdisciplinary	Astrophysics Atmospheric physics Biophysics Chemical physics Geophysics Materials science Mathematical physics Medical physics Ocean physics Quantum information science
Related	History of physics Nobel Prize in Physics Philosophy of physics Physics education Timeline of physics discoveries