Plazma - Mühazirəçi: f r. e n., dosent Q. Ü. Ağayev Ədəbiyyat: Ağayev Q.Ü., Cəfərov M. B. Fizika kursu. Bakı, 2016

Plazma
Plazma yüksək dərəcədə ionlaşmış qaza deyirlər. Plazmaya maddənin xüsusi aqreqat halı kimi baxırlar. Bütövlükdə götürəndə plazma kvazineytralaldır yük daşıyıcılarının yüksək konsentrasiyası olduğundan plazmanın yüksək elektrik keçiriciliyi olur. Plazma elektronlar, müxtəlif ionlar atom nüvələri və neytral atomlardan ibarətdir.
Plazmanın ionlaşması dərəcəsi yüklü zərrəciklərin konsentrasiyasının tam konsentrasiyisına nisbətinin faizlə ifadəsinə deyilir. Plazmanın ionlaşması dərəcəsinə görə aşağdakı növlərə bölürlər:
- zəif ionlaşmış (~%);
- ionlaşmış (~bir neçə faiz təşkil edir);
- tam ionlaşmış (%).
Təbii şəraitdə plazma ionosferada, Yerin nüvəsində, Günəşdə, isti uluzlarda və.s olur.
Temperatur T~104 K olduqda praktiki olaraq bütün maddələr plazma halında olur;
Temperatur T~104 ÷10 5 K olduqda plazmaya soyuq və ya aşağı temperaturlu plazma deyirlər.
Temperatur T~108 K olduqda plazmaya yüksək temperaturlu (isti) plazma deyirlər (Günəş, ulduzlar və.s).
Plazma idarə olunan termonüvə reaksiyaları əldə etmək məqsədi ilə öyrənilir.
Müasir dövrdə plazama fizikası fizikanın ən mühüm və ən vacib məsələlərindən biri hesab olunur. Plazmadan istifadə etməklə istilik enerjisini birbaşa elektrik enerjisinə çevirmək üçün yeni problem meydana çıxmışdır.
Temperatur T~104 K olduqda praktiki olaraq bütün maddələr plazma halında olur;
Temperatur T~104 ÷10 5 K olduqda plazmaya soyuq və ya aşağı temperaturlu plazma deyirlər.
Temperatur T~108 K olduqda plazmaya yüksək temperaturlu (isti) plazma deyirlər (Günəş, ulduzlar və.s).
Temperatur T~104 K olduqda praktiki olaraq bütün maddələr plazma halında olur;
Temperatur T~104 ÷10 5 K olduqda plazmaya soyuq və ya aşağı temperaturlu plazma deyirlər.
Temperatur T~108 K olduqda plazmaya yüksək temperaturlu (isti) plazma deyirlər (Günəş, ulduzlar və.s).
Plazmanın yüklü zərrəcikləri arasında elektrostatik qüvvələr, yüklü ilə neytral zərrəciklər arasında kvant təbiətli qüvvələr təsir edir.
Plazma adi yüklü zərrəciklər toplusundan şərti ilə müəyyən olunan zərrəciklərin minimal sıxlığı ilə fərqlənir ( - yüklü zərrəciklər sisteminin xətti ölçüləri, - plazma üçün xarakteristik olan və ekranlaşmanın Debay radiusu adlanan kəmiyyətdir). Qaus sistemində
burada - uyğun olaraq zərrəciklərin yükü, konsentrasiyası və temperaturudur. - sahənin plazmaya nüfuz etməsinin effektiv dərinliyini göstərir. Plazmaya daxil edilmiş kənar elektrik yükünün sahəsi praktiki olaraq Debay məsafəsində (şəkil 106) təsir edir və daha böyük məsafədə onun təsiri kəskin olaraq sıfıradək azalır. Bu azalma onunla izah edilir ki, plazmaya daxil edilmiş kənar elektrik yükü ionlarla əhatə olunur, onlar da bu yükün təsirini bütövlükdə ekranlaşdırırlar. Debay məsafəsində istənilən elektrik yükünün və plazmanın özündə olan yükün Kulon sahəsinin ekranlaşması baş verir.
Kontakt potensiallar fərqi. Volta qanunu
Fərz edək ki, sərbəst elektronların konsentrasiyaları və ,elektronlarının çıxış işi A1 və A 2 olan eyni temperaturlu iki neytral metal çubuq bir- birinə toxunur. İstilik hərəkətində olan sərbəst elektronlar bir metaldan digərinə diffuziya edəcəkdir. Toxunan metallardakı elektron qazının konsentrasiyası eyni olmadığından , bir metaldan digərinə keçən elektronların sayı əks istiqamətdə keçənlərin sayından fərqli olacaqdır. Bunun nəticəsində bir metalda elektron çatışmamazlığı, digər metalda isə elektron artıqlığı əmələ gələcəkdir. Bu da metallardan birinin (+), digərinin isə (-) yüklə yüklənməsi deməkdir.
Bundan başqa olduğundan bir metaldan digərinə elektron asanlıqla keçə bildiyi halda,əks istiqamətdə çətinliklə keçəcək və bunun nəticəsində metallardan birində sərbəst elektronların sayı artacaq, digərində isə əksinə, azalmış olacaqdır. Bu da metallardan birinin (+), digərinin isə (-) yüklə yüklənməsi deməkdir.
Beləliklə elektronların diffuziyası ilə xaricə çıxış işlərinin müxtəlifliyi nəticəsində toxunan metallar arasında müəyyəm potensiallar fərqi- kontakt potensiallar fərqi əmələ gəlir().
Kontakt potensiallar fərqi elektronların bir metaldan digərinə keçməsinə mane olur və nəhayət müəyyən tarazlıq yaranmış olacaqdır.
Tarazlıq zamanı metaldakı elektronlarının enerjilərindəki fərq:
(1)
Metaldakı elektron qazı üzünü cazibə sahəsində olan qaz molekulları kimi apardığından Bolsman qanununa görə yazmaq olar:
(2)
Buradan
(3)
(1)-dən və (3)- dən alınır:
(4)
Burada - diffuziya payına düşən, isə elektronun xaricinə çıxış işinin müxtəlifliyi nəticəsində əmələ gəlmiş kontakt potensiallar fərqidir. Bunlardan əsas rol oynayanı -dir.
Metal üçün ~2-3V, ≈0.03V olur.
A.Volta təcrübələrlə müəyyən etmişdir ki, ardıcıl düzülmüş metal çubuqların potensial fərqi kənar çubuqların ayrılıqda toxunarkən verdiyi potensiallar fərqi kimi olur. Başqa sözlə, bu halda aralıqda olan çubuqlar heç bir rol oynamır.
a) Fərz edək ki, 1-2-3-4 metal çubuqları ardıcıl qoşulmuşdur.
A,B,C nöqtələrindəki potensial fərqi:
.
b) Fərz edək ki, 1-2-3-4 metal çubuqları qapalı dövrə təşkil edirlər.
A,B,C və D nöqtələrindəki kontakt potensiallar fərqi:
Bir neçə metal çubuqdan təşkil edilmiş qapalı dövrədəki kontakt potensiallar fərqinin cəbri cəmi sıfra bərabər olur, yəni:
|