مدرسة بنات محمود الهمشري الأساسية

التعلم عن بعد
 
الرئيسيةس .و .جبحـثالأعضاءالتسجيلدخول

شاطر | 
 

 البلازما ...

اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
raghad

avatar

عدد المساهمات : 764
تاريخ التسجيل : 03/12/2012
العمر : 20
الموقع : الهفا

مُساهمةموضوع: البلازما ...   السبت أبريل 06, 2013 2:31 pm

لبلازما (من الإنكليزية: Plasma) أو الهَيُولَى هي حالة متميزة من حالات المادة يمكن وصفها بأنها غاز متأين تكون فيه الإلكترونات حرة وغير مرتبطة بالذرة أو بالجزيء. فإذا علمنا أن المادة توجد في الطبيعة في ثلاث حالات: صلبة وسائلة وغازية، فإنه بالإمكان تصنيف البلازما على إنها الحالة الرابعة التي يمكن أن توجد عليها المادة.

على النقيض من الغازات فإن للبلازما صفاتها الخاصة. يؤدي التأين لخروج واحد أو أكثر من الإلكترونات عند تسليط حرارة أو طاقة معينة. هذه الشحنة الكهربية تجعل البلازما أو الهيولى موصلة للكهرباء ولذلك ستستجيب بقوة للمجال الكهرومغناطيسي. تأخذ البلازما شكل غاز محايد (معتدل) شبيه بالغيوم، على سبيل المثال النجوم. أو قد يأتي كحزم متأينة ولكنها تحتوي على غبار وحبيبات (وتسمى البلازما المغبرة) وهذه قد شكلت بواسطة الحرارة والغاز المتأين. فعند قذف الإلكترون بعيدا عن النواة سيجعل الشحنات الموجبة والسالبة أكثر حرية.



شعلة بلازمية تعكس إحدى أكثر ظواهر الهيولى تعقيدا، والتي من ضمنها تأتي (الفتيلة). الألوان هي نتاج من تراخ الإلكترونات من حالة الاستثارة والهيجان إلى حالة أقل طاقة بعد إعادة توحدها مع الأيونات. هذه العمليات تؤدي إلى إصدار ضوء على شكل طيف مميز من الغاز المثارفهرس

1 تاريخ البلازما
2 عموميات البلازما
3 خصائص ومعالم البلازما
3.1 تعريف البلازما
3.2 تسلسل مقادير البلازما
3.3 درجة تأين البلازما
3.4 الحرارة
3.5 الجهد الكهربي
3.6 المغنطة
3.7 مقارنة بين البلازما وحالات المادة الأخرى
4 حالات البلازما المعقدة
4.1 التفتيل
4.2 الكتل أو الطبقات المزدوجة
4.3 المجال الكهربي والدوائر
4.4 البناء الخلوي
4.5 سرعة التأين الحرجة
4.6 البلازما الشديدة البرودة
4.7 البلازما اللاحيادية
4.8 البلازما المغبرة والبلازما الحبيبية
5 وصف رياضي
5.1 نموذج الموائع
5.2 النموذج الحركي
6 البلازما الاصطناعية
6.1 أمثلة على البلازما الصناعية
6.1.1 إفراغ بالضغط منخفض
6.1.2 إفراغ بالضغط الجوي
7 مراجع
8 انظر أيضا
9 وصلات خارجية



تاريخ البلازما
فى عام 1879 اكتشف العالم السير وليام كروكس البلازما عن طريق أنبوب كروكس و اطلق عليها آنذاك "المادة الإشعاعية".[1]. واكتشف العالم البريطاني جوزيف طومسون خصائص و طبيعة البلازما عام 1897[2], و يرجع الفضل في تسمية البلازما إلى العالم إيرفينغ لانغموير في عام 1928[3] ربما لأنه رأى انها تشبه بلازما الدم[4].

وقد كتب لانغموير:

بجوار الأقطاب يوجد أغطية رقيقة تحتوي إلكترونات قليلة، الغاز المتأين يحتوي على أيونات وإلكترونات بكميات متساوية تقريبا مما يجعل ناتج شحن المكان بسيط جدا. يستحسن أن نستخدم اسم البلازما لتعريف المنطقة المحتوية على شحنات متساوية من الإلكترونات والأيونات[5]


عموميات البلازما
تشكل البلازما نسبة 99% من المادة الكونية بين النجوم و المجرات من حيث الكتلة والحجم[6]، بعض الكواكب تشكل البلازما أغلب مادتها، حيث يعتبر كوكب المشتري كتلة هائلة من البلازما. فقط حوالي 0.1 % من الكتلة و 10−15 % من الحجم يدخل بمدار كوكب بلوتو.لاحظ عالم البلازما الشهير هانز ألفين أن هناك كميات قليلة من الحبيبات تتصرف خلال الشحنات الكهربية كأيونات وكشكل من أشكال البلازما (بلازما مغبرة).

أشكال البلازما تتضمن
الصناعية:
موجودة بشاشات البلازما مثل التلفاز
مصابيح التألق (لمبات الفلوريسنت) (إنارة ذات طاقة ضعيفة)، إشارات النيون[7]
عوادم الصواريخ
النطاق الموجود أمام الحاجز الحراري لسفن الفضاء خلال دخولها غلاف الأرض الجوي
داخل هالة مولد تفريغ الأوزون.
أبحاث الاندماج النووي
التقوس الكهربي الموجود بالإنارة القوسية، لحام القوس الكهربي أو المصباح (المدفع) البلازمي
مصابيح البلازما وتسمى كرة البلازما
يستخدم البلازما لحفر رقائق الحاسوب لإنتاج الدوائر الكهربية وصنع أشباه الموصلات.
بلازما أرضية
البرق و الصواعق
كرة اللهب
نار سانت إلمو
طبقة الأيونوسفير
الشفق القطبي
بلازما فيزياء فلكية و فضاء كوني
الشمس و النجوم
(البلازما تسخن بالاندماج النووي)
رياح شمسية
الفراغ المحيط بين الكواكب
الفراغ المحيط بين النجوم
الفراغ المحيط بين المجرات
حلقة أحد أقمار المشتري
الأقراص الناشئة من تكوين الأجسام النجمية الضخمة
سديم المجرات



خصائص ومعالم البلازما


الأرض منبع البلازما حيث نرى أيونات الأكسجين و الهيدروجين و الهليوم تتدفق إلى الفضاء من مناطق قريبة من القطبين. اللون الأصفر الذي فوق القطب الشمالي يرمز إلى ضياع الغازات إلى الفضاء الخارجي. المنطقة الخضراء ترمز إلى شفق القطب الشمالي أو طاقة البلازما التي تتدفق عائدة إلى الأرض
تعريف البلازما
يعتبر وصف البلازما على أنها وسط متعادل من الجسيمات سالبة و موجبة الشحنة، وصفاً ضعيفاً تعوزه الدقة وذلك لأن تعريف البلازما لابد أن يتضمن ثلاثة معايير مما يعطى دقة أكثر وهي [8][9][10]:-

1.تقارب البلازما: الجسيمات المشحونة يجب أن تكون متقاربة بدرجة أن لكل جسيم له أن يؤثر على الكثير من الجسيمات القريبة بدلاً من مجرد التفاعل مع أقرب الجسيمات (والتأثير الجماعي هي الصفة المميزة للبلازما). تقارب البلازما يكون له تأثير أقوى كلما كانت أعداد الإلكترونات داخل المجال المؤثر (يسمى كرة ديباي) لها نصف قطر من الجسيمات الكبيرة يسمى (طول ديباي). معدل عدد الجسيمات بمجال ديباي هو قيمة أو مقدار البلازما ويرمز على شكل "Λ" وهو حرف لامدا بالأبجدية الإغريقية.
2.حجم التفاعلات في البلازما: حيث أن نصف قطر ديباي Debye صغير بالمقارنة بالحجم الطبيعي للبلازما الموجودة في الكون. وهذا يعنى أن مقدار التفاعلات الحادثة في قلب كتلة البلازما لها أهمية كبيرة عنها على حواف البلازما آخذين في الاعتبار تأثير ما يحيط بالبلازما من الوسط المحيط بها.
3.تردد البلازما: تردد الإلكترونات في البلازما هو كبير بالمقارنة بتردد الإلكترون في حالته المتعادلة (ويقيس التردد البلازمي للإلكترون ويسمى موجات البلازما أو موجات لانغموير تقيس كثافة الشحنة في محيط موصل مثل البلازما والمعادن. وينتج من الكمية في هذا التردد (البلازمون) وهو شبه جزيء للبلازما)أكبر من تردد الإلكترون بالحالة الطبيعية (بقياس موجات التصادم بين الإلكترونات والجسيمات المحايدة) بهذه الحالة البلازما تتصرف بحماية شحناتها بسرعة (شبه محايد هو تعريف آخر للبلازما).

تسلسل مقادير البلازما
تختلف قيم البلازما حسب القيم الأسّية، لكن خصائص البلازما قد تكون متقاربة جدا كما هو موجود بجدول مقياس البلازما. الجدول التالي ببين فقط البلازما الذرية التقليدية وليست الظواهر الغريبة مثل بلازما الكواركات لأن (هذه البلازما ) تتميز بحالة نووية ذات كثافة مادية هائلة:



مستويات البلازما: حيث الكثافة تزداد إلى الأعلى والحرارة باتجاه اليسار. الإلكترونات الحرة بالمعادن قد تقيَم كإلكترونات بلازمية[11] تسلسل مقادير البلازما: بالأس العشري
الميزة البلازما الأرضية البلازما الكونية
الحجم
بالأمتار 10−6 م (بلازما مختبرات) حتى
102 م (البرق) (~8 مدى بالأس العشري) 10−6 م (غلاف سفينة الفضاء) حتى
1025 م (سديم المجرات) (~31 أس)

الحياة
بالثواني 10−12 ث (البلازما الليزرية) حتى
107 ث (لمبات الفلورسنت) (~19 أس) 101 ث (الإنفجارات الشمسية) حتى
1017 ث ( بلازما المجرات ) (~17 أس)
الكثافة
الجسيمات لكل
متر مكعب 107 م-3 حتى
1032 م-3 (حد الجمود للبلازما) 100 (أي = 1) م-3 (مابين المجرات) حتى
1030 م-3 (باطن النجوم)
درجة الحرارة
بالكالفن ~0 ك (بلازما متبلورة[12]) حتى
108 ك (بلازما الاندماج المغناطيسي) 102 ك (الشفق) حتى
107 ك (باطن الشمس)
المجال المغناطيسي
بالتسلا 10−4 ت (بلازما مختبرات) حتى
103 ت (البلازما النبضية) 10−12 ت (مابين المجرات) حتى
1011 ت (قرب النجوم النيوترونية)


درجة تأين البلازما
التأين ضروري لتكوين البلازما، المقصود ب"كثافة البلازما" هي الكثافة الإلكترونية. بمعنى كمية الإلكترونات المتحررة لكل وحدة مساحة. درجة التأين هي كمية الذرات التي خسرت أو كسبت إلكترونات وتكون الحرارة هي العامل القوي المتحكم بذلك. لو أن جزءاً من الغاز بما يساوي 1% من الجزيء قد تأين فسوف يأخذ صفة شبه البلازما (بمعنى أنه متأثر بمجال مغناطيسي وهو موصل كهربائي قوي).

درجة التأين α تعرف بالمعادلة:


حيث أن: ni كثافة الأيونات و na كثافة الذرات غير المتأينة (المحايدة).

ترتبط كثافة الإلكترون بدرجة التأين عن طريق حالة متوسط الشحنة للأيون خلال المعادلة التالية:

حيث أن ne ترمز إلى كثافة الإلكترونات.
البلازما مع درجة قليلة من التأين تسمى "بلازما باردة". ومن الممكن الحصول على بلازما بدرجة قليلة من التأين (أكثر الغازات المحايدة) بمعنى أن الأيونات ذات درجة عالية من التأين تكون الإلكترونات قليلة موجودة لكل أيون.


الحرارة
تقاس حرارة البلازما بالكالفن أو إلكترون فولت، وهي قياس للطاقة الحركة الحرارية لكل جزيء، كثيرا من الأحيان الإلكترونات تكون قريبة من حالة التوازن الحراري لأن الحرارة تكون واضحة المعالم. حتى بحالة الانحراف في معادلات ماكسويل لتوزيع الطاقة ومثال على ذلك: أشعة فوق البنفسجية ،الجسيمات النشطة أو مجال كهربائي قوي وبسبب التفاوت الكبير بالحجم الإلكترونات تأتي إلى حالة التوازن ديناميكا الحرارية بأنفسهم أسرع من أن يتحولوا إليها من خلال الأيون أو الذرات الطبيعية. لهذا السبب حرارة الأيونات تكون مختلفة عن حرارة الإلكترون وعادة أبرد. وهذا معتاد ببلازما الأيونات الضعيفة حيث الأيونات تكون قريبة من الحرارة المحيطة.

استناداً للحرارة المرتبطة بالإلكترونات والأيونات والجسيمات المحايدة فإن البلازما يمكن تصنيفها على إنها الحرارية أو لاحرارية.

البلازما الحرارية: تكون فيها الإلكترونات والأجسام الثقيلة بنفس درجة الحرارة أي أنهم بحالة التوازن الحراري مع بعضهم البعض ..
البلازما اللاحرارية: تكون الأيونات والجسيمات المحايدة بحالة الحرارة المحيطة بها بينما الإلكترونات تكون أكثر حرارة بكثير.
وكما أسلفنا فإن الحرارة تتحكم بدرجة التأين بالبلازما. بالخصوص أن تأين البلازما محدد بدرجة حرارة الإلكترون المتصلة بطاقة التأين (وبدرجة أضعف بالكثافة). البلازما أحيانا يشار إليها بأنها حارة إذا كانت متأينة بدرجة تامة، أو باردة إذا كان جزئ بسيط (كمثال1%) من جزيء الغاز متأين ولكن التعريفات الأخرى للبلازما الحارة والباردة هي معروفة. حتى في حالة البلازما الباردة فإن درجة حرارة الإلكترون المثالية تكون حوالي عدة آلاف من الدرجات المئوية. البلازما المستخدمة في التكنولوجيا البلازمية عادة تكون باردة في هذا الصدد..



البرق هو مثال للبلازما الموجود على سطح الأرض. تفريغ البرق للكهرباء يكون عادة 30,000 أمبير، ويصل إلى 100 مليون فولت. يصدر منها الضوء و أشعة الراديو و أشعة سينية وحتى أشعة غاما[13]. درجة حرارة البلازما بالبرق قد تصل ~28,000 كالفن (~27,700°C) وكثافة الإلكترون قد تتعدى 2410/متر³.

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
Lena
عضو متميز
عضو متميز
avatar

عدد المساهمات : 7367
تاريخ التسجيل : 20/11/2011
العمر : 18
الموقع : Tulkarem - Palestine

مُساهمةموضوع: رد: البلازما ...   السبت أبريل 13, 2013 9:30 pm

بحجمهـآ إن شآء الله الجوآلآت بعد كم سنة ☺️ tongue

يسلمؤؤ ايديكي ع الموضووووع المفييييييد Smile
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
raghad

avatar

عدد المساهمات : 764
تاريخ التسجيل : 03/12/2012
العمر : 20
الموقع : الهفا

مُساهمةموضوع: رد: البلازما ...   الأحد أبريل 14, 2013 6:41 pm

هههههههههههههههههههــ انشآلله استفدتي
واديكي ولو
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
 
البلازما ...
الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
مدرسة بنات محمود الهمشري الأساسية :: المواد الاساسية :: العلوم العامة-
انتقل الى: