Plazma (fizik)

Manyetik olarak deforme olmuş plazma
GHz plazma kullanarak plazma kesme için atmosferik plazma jeti
Sırasında sıcak plazma yeniden giriş bölgesinin Discovery sırasında STS-42

Fizikte, plazma ( eski Yunanca πλάσμα plásma , Almanca 'oluşturulmuş, oluşturulmuş' ) iyonların , serbest elektronların ve çoğunlukla nötr atomların veya moleküllerin bir parçacık karışımıdır . Bu nedenle bir plazma serbest yük taşıyıcıları içerir . İyonlaşma derecesi bir plazma% 1'den daha az, ancak, aynı zamanda,% 100 (tam iyonlaşma) olabilir. Plazmaların önemli bir özelliği elektriksel iletkenlikleridir .

Plazma adı Irving Langmuir'e (1928) kadar gider . Plazma durumu , ek enerji kaynağı ile gaz halindeki kümelenme durumundan üretilebildiğinden, genellikle dördüncü kümelenme durumu olarak adlandırılır. Fritz Winkler'in plazmayı 1921'de keşfettiği internette dolaşan atıf doğru değil; 1922'de yeni, bazen de "dördüncü kümelenme durumu" olarak adlandırılan akışkan yatağın patentini aldı.

özellikleri

Plazmanın özellikleri, mevcut türlere (elektronlar, pozitif ve negatif iyonlar, nötr atomlar, nötr ve yüklü moleküller), bunların yoğunluklarına ve sıcaklıklarına (aynı olması gerekmeyen) ve uzaysal yapısına, özellikle yük ve akımlar, elektrik ve manyetik alanlar. Özel durumlarda sadece yüklü parçacıklar, elektronlar ve iyonlar ve/veya yüklü moleküller (tam iyonize plazma) bulunur.

Bağlı olarak parçacık yoğunluğu , sıcaklık ve (örneğin, alanlar göreli gücü , elektrik , manyetik veya çekim alanları ve bunların kombinasyonları), plazmalar gibi davranır gazlar , aynı zamanda tamamen farklı davranabilirler. Bazı durumlarda, bir plazma, manyetohidrodinamik kullanılarak elektriksel olarak iletken bir gaz olarak basitçe tanımlanabilir. Bununla birlikte, genel olarak, taşıma süreçleri (radyasyon aktarımı, termal enerjinin taşınması, parçacık aktarımı, darbe aktarımı) ve ayrıca plazma bileşimini belirleyen diğer süreçler (iyonizasyon, rekombinasyon, ayrışma, molekül ve / veya veya mevcut türlerin eksiton oluşumu ve kimyasal reaksiyonları Uyarma ve absorpsiyon süreçleri), böylece tam bir açıklama çok daha karmaşık hale gelebilir.

Diğer şeylerin yanı sıra, plazmalar aşağıdaki üç özellikle karakterize edilebilir:

  1. Debye uzunluğunun boyutlarına kıyasla küçüktür.
  2. Plazma parametresi (yarıçaplı bir küre içinde parçacıkların sayısı Debye uzunluğuna eşit) büyüktür.
  3. Patlamalar arasındaki süre, plazma salınımlarının periyoduna kıyasla uzundur .

Plazmalar genellikle yarı nötrdür; yani iyonların ve elektronların yükleri yaklaşık olarak dengededir. Net yük yoğunluğu , elektron yoğunluğuna kıyasla çok küçüktür. İstisnalar, Debye boylamının büyüklüğündeki bölgelerle sınırlıdır, ör. B. kenar katmanında .

İyon kütlesi ile elektron kütlesi arasındaki oran büyüktür, en az 1836 (bir hidrojen plazması için). Plazmaların birçok özelliği bundan türetilebilir.

Plazmalar, uyarılmış gaz atomlarından, iyonlarından veya moleküllerinden yayılan radyasyonun neden olduğu tipik ışımalarıyla karakterize edilir. İstisnalar, çok soğuk (uzayda olduğu gibi) veya atomları tamamen iyonize edecek kadar sıcak (yıldızların merkezinde olduğu gibi) plazmalardır.

Tanımlamalar

Serbest yük taşıyıcılarının kinetik enerjisine kıyasla kinetik enerjisi küçük olan bir nötr parçacık bileşeni varsa , buna genellikle arka plan gazı veya nötr gaz denir .

Mevcut veya baskın özelliklere göre, plazmalara genellikle daha spesifik isimler verilir. Yani biri z konuşuyor. B. yüksek veya düşük basınçlı plazmalar, soğuk veya sıcak plazmalar, ideal olmayan plazmalar veya yoğun plazmalar. Bir plazmanın bileşenleri de bunu belirtmek için kullanılabilir. B. Yüksek basınçlı cıva plazması. Ek olarak, üretim mekanizması da plazmaların karakterizasyonunda rol oynar: Örneğin, asil gaz düşük basınçlı deşarj, düşük plazma basıncına sahip, elektrikle üretilen bir asil gaz plazma anlamına gelir.

İçinde partikül fizik , yarı-serbest durum kuark ve gluonların olduğu üzere, benzer şekilde ifade kuark-gluon plazması .

oluşum

Güneş rüzgarı veya yıldızlararası madde gibi gök cisimleri arasındaki uzaydaki ince madde kısmen plazma halindedir; ayrıca güneş ve diğer yıldızlar . Evrendeki tüm görünür maddenin %99'undan fazlası plazma halindedir.

Yeryüzünde, iyonosferde ve şimşeklerde doğal plazmalar bulunur . Sadece zayıf iyonizasyona rağmen (sıcaklığa bağlı olarak), alevler ayrıca bir plazmanın bazı özelliklerine sahiptir.

Hiçbir kullanabilen doğal plazmalar vardır içinde biyosferden . Bu nedenle, teknik olarak kullanabilmek için bir plazma üretilmelidir. Bu genellikle bir gaz tahliyesi yardımıyla yapılır .

Uygulamalar

Bir tokamak nükleer füzyon reaktöründe sıcak plazma

Plazmada meydana gelen çeşitli kimyasal veya fiziksel işlemler kullanılabilir.

Plazma uygulaması aşağıdaki gibi ayrılabilir:

Aydınlatma teknolojisi

Plazmaların tipik parıltısı kullanılır. Hızlı elektronların gaz atomları veya molekülleri ile plazma çarpışma süreçlerinde , çarpan parçacıkların kabuğundan elektronların enerji ile beslenmesine yol açar . Bu enerji daha sonra zamanda daha sonraki bir noktada yayılan ışık olarak serbest bırakılır. Ortaya çıkan spektrum , mevcut gazlara, basınca ve elektronların ortalama enerjisine güçlü bir şekilde bağlıdır.

Bazı durumlarda yayılan ışık doğrudan kullanılabilir, örn. Sokak aydınlatmasında kullanılan bazı metal buharlı yüksek basınçlı lambalarda olduğu gibi (örneğin sodyum lambaları - güçlü sarı ışığı kabul etmek için) veya bazı asil gaz - yüksek basınçlı deşarjlar (örneğin Xenon ) kullanılmıştır. Diğer durumlarda, emisyon UV aralığında daha fazla meydana geldiğinde (esas olarak cıva buharlı lambalar ), elektromanyetik radyasyonun insanlar tarafından görülebilen ışığa dönüştürülmesi gerekir. Bu, boşaltma kaplarının duvarlarına uygulanan fosforlarla sağlanır. Ultraviyole radyasyon, ışıldayan malzemede emilir ve görünürde radyasyon olarak tekrar yayılır. Buna örnek olarak iç aydınlatmada kullanılan floresan ve enerji tasarruflu lambalar ile projektörlerde ve dış mekanlarda kullanılan yüksek basınçlı cıvalı lambalar verilebilir .

Plazma kimyasal uygulamaları

Plazmaların kimyasal reaksiyonlar için kullanımı, sundukları kimyasal olarak reaktif moleküler parçaların yüksek konsantrasyonlarına dayanır . Geçmişte, sentez için endüstriyel olarak plazma-kimyasal prosesleri kullanma girişimleri olmuştur. Bununla birlikte, karmaşık plazma bileşimi, bu tür reaksiyonları çok karmaşık ve verimsiz hale getirir. Plazma-kimyasal işlemler bu nedenle günümüzde kimyasal sentezde pratik olarak kullanılmamaktadır, sadece toksik gazların bertarafı için kullanılmaktadır.

Başarılı uygulamasının bir örneği, elmasların sentezidir . Plazmadan bir yüzeye bir elmas bırakılır. Bu pırlanta tabakası polikristaldir ve mücevher pırlanta kalitesine sahip değildir. Bu katmanın büyüme oranları çok küçüktür (yaklaşık 1 µm/h). Bu nedenle, daha kalın katmanlar çok pahalıdır.

Plazma kimyası, yarı iletken endüstrisinde büyük ölçekte yürütülmeye devam ediyor . Burada plazmalar (kuru) dağlama ( plazma aşındırma ) ve katman biriktirme PECVD için kullanılır . Aydınlatma teknolojisinin aksine, hedeflenen malzeme kaldırmayı sağlamak için dağlama işlemlerinde plazmanın yüzeyle doğrudan teması kullanılır. Kenar katmanlarının özelliği olan duvarın yakınında hakim olan elektrik alanları burada önemli bir rol oynamaktadır . Plazmada bulunan iyonlar, aşındırma işleminin bir başka büyük bölümünü oluşturur. Bunlar, manyetik alanların yardımıyla hızlandırılabilir ve böylece ilave, yönlendirilmiş aşındırma giderimi elde edilebilir. Plazma aşındırma kimyasal olarak reaktif süreçlerle ilişkilendirilmek zorunda değildir ve bu nedenle fiziksel bir uygulamadır.

Fiziksel uygulamalar

Plazmalar, plazma kesme , plazma kaynağı ve plazma torçları ile lehimleme için kullanılır . Plazma çoğunlukla bir elektrik arkı vasıtasıyla üretilir. Yeni süreçler, 2.45 GHz'de üretilen, aşınmayan bakır elektrotlarla çalışan ve neşterler dahil en ince kesimler için kullanılabilen plazmaları kullanır.

Ayrıca, Alman otomotiv endüstrisinde artık standart bir süreç olan yapışkan bağlantıların ön işlemi (temizleme ve etkinleştirme) için plazmalar kullanılır. Burada iki tip plazma kullanılabilir: Bir tarafta yüzeyleri oda sıcaklığında temizleyen ve aktive eden düşük basınçlı plazma . Bu tip plazma ile bileşenleri hidrofobik veya hidrofilik bir şekilde kaplamak veya aşındırmak da mümkündür. Uyarım burada çoğunlukla 40-100 kilohertz , 13.56 megahertz veya 2.45 gigahertz (mikrodalga uyarımı ) frekanslarına sahip jeneratörler aracılığıyla gerçekleşir . Öte yandan, temizleme ve aktivasyon için ark veya kıvılcım deşarjına dayalı plazma jetleri de kullanılabilir .

Manyetosfer plazma dinamikleri , bir manyetik alanda plazmalar akan davranışını tarif etmektedir. Elektrik enerjisi elde edilebilir (MHD jeneratörü) veya uzay aracını hareket ettirmek için kullanılır ( manyetoplazmik dinamik tahrik ).

Yüksek yoğunluklu sıcak plazmalar - lazer darbesi ışıması veya elektrik deşarjları ile üretilir - EUV radyasyon kaynağı olarak hizmet eder . EUV litografi potansiyel bir kullanıcıdır .

sınıflandırma

Plazmanın çok farklı formlarının sınıflandırılması birkaç kriter temelinde yapılabilir. Bunlardan biri plazma yoğunluğudur . Doğal olarak oluşan plazmalar yoğunlukları bakımından ondan fazla büyüklük derecesinde farklılık gösterir . Plazma, güneşin iç kısmında son derece yüksek bir yoğunluğa sahiptir, yıldızlararası gaz bulutsularında son derece düşük yoğunluk hakimdir. Plazmaların fiziksel özelliklerindeki farklılıklar buna bağlı olarak aşırıdır.

Plazmalar arasında ayrım yapmak için diğer parametreler, plazma basıncı ve plazma sıcaklığıdır.

plazma basıncı

arasında bir ayrım yapılabilir.

Düşük basınçlı plazmalar, basıncı atmosfer basıncından önemli ölçüde daha düşük olan seyreltik gazlarda üretilir. Örnekler, kızdırma lambaları , aurora borealis veya floresan lambalardır .

Yüksek basınçlı plazmalar söz konusu olduğunda , plazma basıncı atmosfer basıncından önemli ölçüde yüksektir. Tipik bir örnek, yüksek ve ultra yüksek basınçlı gaz deşarj lambalarıdır . Gök gürültülü fırtınalarda ve kıvılcımlarda bile kısa süreliğine çok yüksek basınç vardır.

Normal basınçlı plazmalar yaklaşık olarak atmosfer basıncında üretilir. Tipik bir uygulama, örneğin plastik malzemelerin işlenmesinde kullanılan dielektrik bariyer deşarjlarıdır . Başka bir örnek, elektrik kaynağı sırasında meydana gelenler gibi arklardır .

Termal denge

Bir plazmanın önemli bir özelliği, ne ölçüde termal dengede (TG) olduğudur:

  • Olarak yerel termal denge (LTG'nin veya LTE), her türlü partikülleri yaklaşık olarak aynı olması yerel bir yerden bir yere değiştirebilir sıcaklığı. Ancak, radyasyon alanı ile bir denge yoktur. Bu nedenle , kavite radyasyonundan sapan karakteristik spektral çizgiler ve süreklilik yayılır. LTG'nin durumu, çarpışma süreçleri radyasyon süreçleri üzerinde açıkça baskın olduğunda her zaman varsayılabilir.
    Bu durum örn. B. teknik olarak kullanılan ve sıcaklık gradyanlarına sahip birçok plazmada, örneğin orta ve yüksek basınçlı deşarjlı aydınlatma teknolojisinde.
    Plazmalar söz konusu olduğunda, LTG için yüksek bir plazma basıncı veya yüksek plazma yoğunluğunun varsayılması gerekmez. Çarpışma süreçlerinin baskınlığı, aynı zamanda, büyük türbülans, yeterince güçlü kolektif etkiler - yani parçacıklar arasındaki güçlü etkileşim yoluyla - veya dahili manyetik alanlar yoluyla da elde edilebilir.
  • Durumunda termal olmayan plazmalarının diğer taraftan, elektronlar ağır türlere göre çok daha yüksek bir sıcaklığa sahiptir. Bunlar tipik olarak düşük basınçlı plazmaları içerir. Böyle bir plazma genellikle, bir katı veya gazın nötr atomlarından enerji - çoğunlukla elektrik enerjisi - sağlanarak üretilir ve korunur. Elektronlar birkaç 10.000 Kelvin sıcaklık alabilir; iyonların ve nötr gazın sıcaklığı aynı zamanda örneğin oda sıcaklığında önemli ölçüde daha düşük olabilir. Bu tür plazmalar, iş parçalarını (kaplama, plazma aşındırma ) aşırı ısıtmadan işlemek için kullanılabilir . Bu nedenle, düşük sıcaklıklı plazmalar özellikle uygundur. B. sıcaklığa duyarlı polimerlerin yüzey modifikasyonu için .

iyonlaşma derecesi

Plazmanın iyonlaşma derecesi başka bir karakteristik özelliktir. İyonlaşma derecesi, iyonlaşma sonucunda elektron vermiş olan türlerin oranını gösterir . TG veya en azından LTG varsa, Saha denklemi bu plazmanın iyonlaşma derecesini sıcaklığın, yoğunluğun ve atomların iyonlaşma enerjilerinin bir fonksiyonu olarak tanımlar .

  • Yüksek sıcaklıklara sahip termal plazmalar (örneğin güneş koronası veya füzyon plazmaları) neredeyse tamamen iyonize edilir.
  • Teknik olarak üretilen düşük basınçlı plazmalar durumunda ise , iyonlaşma derecesi en fazla binde birkaçdır ve termal dengenin dışında artık Saha denklemi ile tanımlanamazlar .
  • Bir plazmanın iyon yoğunluğu biliniyorsa veya uygun yöntemler kullanılarak belirlenebiliyorsa, plazmanın iyonlaşma derecesi basitçe iyon yoğunluğunun oranı ve nötr partikül ve iyon yoğunluğunun toplamıdır.
  • Düşük bir iyonizasyon derecesi ile, plazmalardaki birçok etki, ağırlıklı olarak mevcut nötr gaz atomları üzerindeki iyonların ve elektronların çarpışması ile belirlenir.

İyonizasyon derecesi ve gaz basıncı tarafından belirlenen bir plazmanın yük taşıyıcı yoğunluğu, elektromanyetik dalgaların plazmada yayılma yeteneğini belirler, ayrıca iyonosfere bakınız .

nesil

Bir plazma hem dahili (örneğin güneş) hem de harici (örneğin teknik gaz deşarjları) enerji kaynağı ile elde edilebilir. Enerji eşleşmesi gerçekleşmezse veya enerji kayıpları - örneğin ısı iletimi ve / veya radyasyon emisyonu yoluyla - enerji girişini aşarsa, plazma durumu kaybolur. Pozitif ve negatif yük taşıyıcıları daha sonra nötr atomlar , moleküller veya radikaller oluşturmak üzere yeniden birleşebilir .

Yük taşıyıcılar ambipolar difüzyon z olabilir. B. Boşaltma tüplerinin duvarlarında veya boşlukta kaybolmak. Ambipolar difüzyon, plazma durumu stabil olduğunda bile gerçekleşebilir.

Yüklü parçacıkların kaybını telafi etmek için, z. B. Darbe iyonizasyonu ile olur. Yeterince yüksek kinetik enerjiye sahip elektronlar, belirli koşullar altında (belirli süreçler için uygun kesitler varsa), atomlar, iyonlar veya moleküllerle çarpıştıklarında elektronları bileşiklerinden çıkarabilirler. Uygun koşullar altında , çarpışmadan sonra bir elektronun iki (artı bir pozitif iyon) olması koşuluyla, bu işlem çığ etkisi olarak gerçekleşebilir. Teknik plazmalar söz konusu olduğunda, plazmanın uzaysal sınırlandırılması sorunlu olabilir, çünkü plazmadaki yüksek enerjili parçacıklar, yoğun radyasyon veya yüksek enerjili parçacıklar yoluyla duvarlara, iş parçalarına veya elektrotlara zarar verebilir. Aydınlatma teknolojisinde, örneğin, aydınlatma aracının hizmet ömrünün azalması nedeniyle elektrot malzemesinin çıkarılması istenmez. Püskürtme teknik işleminde ise malzemenin uzaklaştırılması hedefli bir şekilde kullanılmaktadır.

Enerji sağlama yöntemleri

termal uyaranlar

Termal uyarma durumunda , yük taşıyıcılar , ısının hareketi nedeniyle darbe iyonizasyonu ile üretilir . Neredeyse tam iyonizasyon elde etmek için normal basınçta yaklaşık 15.000 K gereklidir. Artan basınçla gerekli sıcaklık artar. Bunun için bir olasılık, odaklanmış lazer radyasyonu ile ışınlamadır . Paketlenmiş lazer ışını bir katıya çarparsa, birkaç bin Kelvin'lik sıcaklıklar ortaya çıkar, böylece termal iyonlaşma gerçekleşir ve bu da yüzeyin üzerindeki gaz boşluğuna yayılır. Ortaya çıkan plazma daha fazla lazer radyasyonunu emer ve süreci yoğunlaştırır. Özellikle kısa lazer darbeleri durumunda, plazma tarafından ışının kendi kendine odaklanması veya perdelenmesi fenomeni meydana gelebilir.

Kimyasal ve nükleer reaksiyonlar

Bir ekzotermik reaksiyon gazın güçlü bir şekilde ısınmasına yol açarsa, moleküllerin hızlı hareketinin neden olduğu darbeli iyonizasyon süreçleri plazma durumuna geçişi sağlar. Kimyasal yanma , nükleer fisyon ve nükleer füzyon reaksiyon olarak kullanılabilir .

radyasyon uyarıları

Plazma radyasyonla uyarıldığında , yük taşıyıcıları iyonlaştırıcı radyasyon tarafından üretilir. Bunun için kuantum enerjisi veya parçacık enerjisi, ışınlanan maddenin iyonlaşma enerjisini aşmalıdır. Bu, ultraviyole içeren gazlarda zaten mümkündür. X-ışınları ve yumuşak gama radyasyonu ise gazlarda çok az emilir. Ancak belirli bir enerjiden çift ​​oluşumu gerçekleşir ve iyonlaşma etkilidir. Beta ve alfa ışınları yüksek iyonlaşma potansiyeline sahiptir .

Elektrostatik alanlardan gelen uyarılar

Elektrostatik alanlar deşarjlara veya ön deşarjlara yol açar . Elektron çarpma iyonizasyonu ile daha fazla iyon üretilir . Örnekler, fırtınalı yıldırım ve elektrostatik boşalmalardır .

DC voltaj uyarımı

İki elektrot arasına yeterince yüksek bir elektriksel doğrudan voltaj uygulanır. Uygun bir voltaj, elektrot aralığı ve gaz basıncı kombinasyonu ile bir parlama meydana gelir ve elektrotlar arasında bir deşarj ateşlenir. Gaz deşarjları , kıvılcım deşarjları ve vakum kıvılcımları arasında bir ayrım yapılır .

Her durumda, akımın deşarjda akmasını sağlayan bir plazma oluşur. Akım akışı yeterince yüksekse, elektrotlar ısınır ve elektronların kaçışı kolaylaşır, bir ark oluşturulur . Arklar, elektrik kaynağında ve ark lambalarında (ark lambaları) kullanılır. AC voltaj ile de çalıştırılabilirler.

Bir plazmayı tutuşturmak için gereken voltaj miktarı elektrotlar arasındaki mesafeye, şekillerine ve gaz basıncına bağlıdır ( Paschen kanunu ).

Tel patlaması

İnce bir metal telden yüksek bir akım geçtiğinde (örneğin bir kapasitör pilinden ), birkaç mikrosaniyeden milisaniyeye kadar patlayarak buharlaşır. Bu, kısmen iyonize bir metal buhar bulutu oluşturur ve bir ark deşarjı tutuşabilir, bu da metal buharının daha fazla iyonlaşmasına yol açar. İlk önce termal uyarma vardır, ardından darbeli iyonizasyon ile uyarma gerçekleşir. Tel patlaması için bir uygulama alanı Z makinesindedir .

Plazmanın hızlı genleşmesini önlemek için bu, iletken olmayan bir tüpte (kılcal boşalma) gerçekleşebilir.

Elektromanyetik alanlardan gelen uyarılar

Ne zaman heyecan elektromanyetik alanlar , yük taşıyıcıları olan üretilen tarafından elektron darbe iyonlaşma . Bir lazer ışınının odağındaki çok yüksek yoğunluk, havada bir plazma oluşumuna da yol açabilir (hava geçişi). Dalgaların çok yüksek elektrik alan gücü sorumludur. Enerji girişi, siklotron rezonansı ile iyileştirilebilir.

Kapasitif elektrik uyarımı

İki plakaya yeterince güçlü bir alternatif elektrik alanı uygulanır. Plakalar arasında, alternatif alan frekansında (yüksek frekanslı uyarma) yüklü parçacıkların ileri geri salındığı bir plazma oluşur . Yük taşıyıcıların plakalardan çıkması gerekmez. Hangi parçacıkların salındığı, kütlelerine ve iyonlaşma derecelerine bağlıdır. Bir parçacığın rezonansa girebildiği frekansa plazma frekansı denir.

Plakalar ayrıca boşaltma kabının dışına da takılabilir, böylece alanları yalnızca duvarın kapasitansı nedeniyle plazmaya ulaşır. Biri daha sonra elektrotsuz uyarmadan bahseder. Bu sayede elektrot malzemesinden kontaminasyon ve elektrotların aşınması önlenir. Dielektrik bariyerli bazı karbondioksit lazerleri ve deşarj lambaları bu prensibe göre çalışır . Ayrıca bkz . sessiz elektrik boşalması .

Endüktif (manyetik) uyarma

Yüksek frekanslı bir bobinde bir cam tüp içinde endüktif olarak uyarılmış düşük basınçlı plazma

Bir vakum kabını çevreleyen bir uyarma bobininden geçen yüksek frekanslı bir alternatif akım , bir plazmada halka şeklinde akımları indükler . Proses, indüksiyon lambalarında ve borularda gaz fazı biriktirmede ( PECVD ) kullanılır.

Gelen Tokamaklar nükleer füzyon deneyi için, plazma akımı ve bir ikinci güçlü halka şeklindeki bir manyetik alan, toroidal yara sargı ile temas etmeden ekteki aynı zamanda artan bir paralel olarak halka şeklinde bir vakum kabı içinde ısıtılır.

mikrodalga uyarma

Burada bir magnetrondan gelen mikrodalgalar reaksiyon odasına yönlendirilir . Elektromanyetik dalganın alan gücü, öncelikle elektriksel bozulmaya ve iyonlaşmayı etkilemeye yetecek kadar yüksek olmalıdır. Plazma ateşlenirse, alan gücü ve empedans koşulları önemli ölçüde değişir - verici magnetron değişikliğinin adaptasyon koşulları.

Alternatif olarak, atmosferik plazmalar, çıkışta düzenlenebilen transistör devreleri (2–200 W aralığında) aracılığıyla jetler (veya emitörler) tarafından üretilir. Bu tür soğuk plazmalar, plazma rezonansının (2.45 GHz) üzerindeki frekanslarda üretilir, böylece sadece plazmadaki elektronlar hızlandırılır. Bu mikrodalga plazmalara genellikle mikroplazma denir.

Pratik uygulamalar plazma jeneratörleri , plazma jetleri ve plazma kaplama sistemleri, kimyasal reaktörler, kükürt lambasının yanı sıra cıva içermeyen enerji tasarruflu lamba ve elmas sentezidir .

çimdik efekti

Plazmadan akan akım, plazmayı daraltan bir manyetik alan yaratır. Bu, tutam etkisi olarak bilinir . Plazma daha yoğun ve daha sıcak hale gelir. Eğer güç kaynağı çok yoğun kiloamps Birkaç on, aralığında yüksek akımları sunar, sıcak ve çok güçlü bir şekilde iyonize plazmalar yayarlar X-ışınları ya hangi hatta nükleer füzyonlar yer (almasını oluşturulabilir TOKAMAK ). Şimşekte akım için dar bir kanalın oluşmasının nedeni de sıkıştırma etkisidir.

Edebiyat

  • Michael A. Lieberman, Allan J. Lichtenberg: Plazma Boşaltımları ve Malzeme İşleme Prensipleri. Wiley, New Jersey 2005, ISBN 0-471-72001-1 .
  • RJ Goldston, PH Rutherford: Plazma Fiziği. Giriş. Vieweg, Braunschweig 1998, ISBN 3-528-06884-1 .
  • K.-H. Spatschek: Teorik Plazma Fiziği. Giriş. Teubner, Stuttgart 1990, ISBN 3-519-03041-1 .
  • FF Chen: Plazma Fiziğine Giriş ve Kontrollü Füzyon. Plenum Press, New York 1983.
  • Subrahmanyan Chandrasekhar : Plazma Fiziği. Chicago Press Üniversitesi 1960.
  • Eugene N. Parker : Kozmik Manyetik Alanlar: Kökenleri ve Faaliyetleri. Clarendon Press, Oxford 1979.
  • F. Cap: Plazma Fiziğine Giriş. I. Teorik temeller. Vieweg, Wiesbaden 1984.
  • Rainer Hippler, Sigismund Pfau, Martin Schmidt, Karl H. Schoenbach: Düşük Sıcaklık Plazma Fiziği - temel yönler ve uygulamalar. Wiley-VCH, Berlin 2001, ISBN 3-527-28887-2 .
  • Vadim N. Tsytovich: Doğrusal Olmayan Plazma Kinetiği Üzerine Dersler. Springer, Berlin 1995, ISBN 0-387-57844-7 .
  • Hubertus M. Thomas, Gregor E. Morfill : ISS'deki plazma kristalleri: Ağırlıksız kompleks plazmalar. İçinde: Zamanımızda Fizik. 36, No. 2, 2005, ISSN  0031-9252 , s. 76-83.
  • Hannelore Dittmar-Ilgen: Pek çok olasılığı olan yüksek performanslı lazerler. İçinde: Naturwissenschaftliche Rundschau. 10, 2006, s. 549.
  • H. Heuermann, St. Holtrup, A. Sadeghfam, M. Schmidt, R. Perkuhn, T. Finger: Çeşitli Uygulamalar ve 10-200W 2.45GHz Mikroplazmaların Arka Planı. 60. Uluslararası Mikrodalga Sempozyumu, Montreal, Haziran 2012.

İnternet linkleri

Vikisözlük: Plazma  - anlam açıklamaları, kelime kökenleri, eş anlamlılar, çeviriler
Commons : Plazma Fiziği  - Görüntüler, videolar ve ses dosyaları koleksiyonu

Bireysel kanıt

  1. ^ Wilhelm Pape , Max Sengebusch (düzenleme): Yunan dilinin kısa ve öz sözlüğü . 3. baskı, 6. izlenim. Vieweg & Sohn, Braunschweig 1914 ( zeno.org [erişim tarihi 5 Mart 2019]).
  2. ^ I. Langmuir: İyonize Gazlarda Salınımlar. İçinde: Ulusal Bilim Akademisi Bildiriler Kitabı. Cilt 14, 1928, sayfa 627-637 ( PDF ).
  3. ^ Max Planck Derneği yıllığı . 1991, ISBN 978-3-525-85397-9 , s. 292 ( books.google.de ).
  4. "Görünür madde" ile burada karanlık madde olmayan madde kastedilmektedir . Karanlık madde hakkında henüz bir açıklama yapılamaz.
  5. Operatif tedavi: disk hasarı (diskopati). İçinde: Sağlık Sözlüğü, DocMedicus Verlag. 6 Eylül 2018'de alındı .
  6. ArthoCare KBB: Koblasyon: Nazik cerrahi yöntem. (pdf) Erişim tarihi: 6 Eylül 2018 .
  7. Rich P. Mildren: Dielektrik Bariyer Deşarj Lambaları . Macquarie Üniversitesi, Avustralya, Erişim Tarihi: 11 Kasım 2008.