10 ‑ Плазменный фокус,
11 – молния, искра,
12 – плазма термоядерных устройств,
13 – ядро Солнца,
14 – плазма твердого тела,
15 – граница идеальности плазмы.
Таблица 2. Параметры некоторых типов плазмы.
Тип плазмы |
Солнечная корона |
Ионосфера Земли |
He-Ne лазер |
Молния |
Концентрация зараженных частиц N, см-3 |
1014 |
105 |
3·1011 |
1017 |
Концентрация нейтральных частиц N, см-3 |
1017 |
1013 |
2·1016 |
1014 |
Температура электронов Те, К |
6·103 |
2,5·102 |
3·104 |
3·104 |
Температура нейтральных частиц Та, К |
6·103 |
2,5·102 |
4·102 |
103 |
Характерный размер плазмы, см |
109 |
106 |
1,0 |
102 |
Параметры и свойства плазмы.
Плазма, как система, состоит из компонентов (частиц).
В материальном рассмотрении она состоит из лёгких (электроны) и тяжёлых (атомы, молекулы, ионы, ион-радикалы) частиц.
В зарядовом рассмотрении - из нейтральных (атомы, молекулы) и заряженных (электроны, ионы, ион-радикалы) частиц.
В энергетическом рассмотрении - из низкоэнергетических и высокоэнергетических частиц.
В химическом рассмотрении - из химически нейтральных и химически активных частиц.
Состав, параметры и свойства плазмы зависят от типа газа её образующего, компонентов в неё добавляемых и от типа воздействия при её образовании и существовании.
Параметры и свойства плазмы - параметры частиц её составляющих и параметры и свойства системы частиц.
Параметры частиц.
Параметр частицы – количесвтенная оценка её состояния
me,i,a – масса частиц, q = e – заряд
Ve,i,a=1,3
* 104
=
,
где A – атомный
вес = скорость частиц,
-
постоянная Больцмана.
Te,i,a = A8kT/1,7*108πme,i,a – температура частиц (Te>>Ti>>Ta); 1эВ=11600°С.
Ne,i,a =Q/U, где Q – количество частиц, U – объём частиц = концентрация частиц.
Свойства плазмы.
Свойство плазмы – качественная оценка состояния плазмы, (увеличение Nчастиц при внешнем воздействии).
Изотермическая плазма - плазма, имеющая одинаковые температуры её частиц (компонентов).
Неизотермическая плазма - плазма, имеющая неодинаковые температуры её частиц (компонентов).
Низкотемпературная плазма - плазма, температура частиц которой не превышает 105K.
Высокотемпературная плазма - плазма, температура частиц которой превышает 105K.
Равновесная плазма - плазма, имеющая одинаковые T и N частиц:
Te = Ti = Ta; Ne = Ni = Na; T Nплазмы = T , N частиц окружающей среды.
Неравновесная плазма - плазма, имеющая неодинаковые T и N частиц
Te ≠ Ti ≠ Ta; Ne ≠ Ni ≠ Na; Tплазмы Nчастиц ≠ T , N частиц окружающей среды.
Квазинейтральность плазмы - равенство зарядов её компонентов. Полный заряд плазмы (и её внутреннее поле) равны нулю.
Идеальность плазмы – соотношение кулоновского и кинетического взаимодействия частиц плазмы.
(Идеальная → Eкул«Eк; неидеальная → Eкул>Eк)
Термодинамическое равновесие (устойчивость) плазмы – состояние плазмы, находящейся в стационарном состоянии при изменении её энергии, температуры, скорости её частиц под влиянием внешних воздействий либо внутренних неоднородностей.