Разделы презентаций


Плазма

Содержание

Содержание 1.Что такое плазма? 2. Плазма - четвёртое состояние вещества. 3. Где встречается плазма? Условия её возникновения. 4. Виды плазмы. 5. Свойства и характеристики плазмы. 6. Особые

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Плазма

Плазма

Слайд 2Содержание
1.Что такое плазма?
2. Плазма - четвёртое состояние

вещества.
3. Где встречается плазма? Условия её

возникновения.
4. Виды плазмы.
5. Свойства и характеристики плазмы.
6. Особые свойства плазмы.
7. История.
8. Солнце и ионосфера Земли.
9. Использование плазмы.
10. Литература.
Содержание 1.Что такое плазма?  2. Плазма - четвёртое состояние вещества. 3. Где встречается плазма? Условия её

Слайд 3Что такое плазма?
Плазма (от греч. plásma — вылепленное, оформленное), частично

или полностью ионизованный газ, состоящий из электрически заряженных и нейтральных

частиц, в котором суммарный электрический заряд равен нулю (выполнено так называемое условие квазинейтральности ).
Но не каждое скопление частиц можно назвать плазмой, например, пучок электронов, летящих в вакууме, не плазма: он несет только отрицательный заряд.
Что такое плазма?Плазма (от греч. plásma — вылепленное, оформленное), частично или полностью ионизованный газ, состоящий из электрически

Слайд 4Плазма- четвёртое состояние вещества

Еще в глубокой древности мыслители считали,

что мир состоит из четырех простых стихий: земли, воды, воздуха

и огня. Частично они были правы. Этим стихиям соответствуют твердое, жидкое и газообразное состояния вещества и вещество в состоянии плазмы. При температурах выше 10000°С все вещества находятся в своем четвертом состоянии - состоянии плазмы.
Плазма- четвёртое состояние вещества Еще в глубокой древности мыслители считали, что мир состоит из четырех простых стихий:

Слайд 5Где встречается плазма?
Плазма — наиболее распространённое состояние вещества в природе,

на неё приходится около 99 % массы Вселенной. Солнце, большинство

звёзд, туманности — это полностью ионизованная плазма. Внешняя часть земной атмосферы (ионосфера) тоже плазма.
Ещё выше располагаются радиационные пояса, содержащие плазму. Полярные сияния, молнии, в том числе шаровые, — всё это различные виды плазмы, наблюдать которые можно в естественных условиях на Земле. И лишь ничтожную часть Вселенной составляет вещество в твёрдом состоянии — планеты, астероиды и пылевые туманности.


Где встречается плазма?Плазма — наиболее распространённое состояние вещества в природе, на неё приходится около 99 % массы

Слайд 6Условия возникновения плазмы
В зависимости от температуры любое вещество изменяет своё

состояние. Так, вода при отрицательных температурах находится в твёрдом состоянии,

от 0 до 100 0С - в жидком, выше 100 °С—в газообразном. Если температура продолжает расти, атомы и молекулы начинают терять свои электроны — ионизуются и газ превращается в плазму. Если любое вещество накалить до очень высокой температуры или пропускать через него сильный электрический ток , его электроны начинают отрываться от атомов . То , что остается от атомов после отрыва электрона , имеет положительный заряд и называется ионом , сам процесс отрыва электронов от атомов называется ионизацией.
В результате ионизации получается смесь свободных частиц с положительными и отрицательными зарядами . Эту смесь назвали плазмой . При температурах более 1 000 000 °С плазма абсолютно ионизована — она состоит только из электронов и положительных ионов.

Условия возникновения плазмыВ зависимости от температуры любое вещество изменяет своё состояние. Так, вода при отрицательных температурах находится

Слайд 7Виды плазмы
Плазма обычно разделяется на идеальную и неидеальную, низкотемпературную и

высокотемпературную, равновесную и неравновесную.

Газовую плазму принято разделять на низкотемпературную —

до 100 тыс. градусов и высокотемпературную — до 100 млн градусов.
Примером низкотемпературной плазмы является обыкновенный огонь.
Виды плазмыПлазма обычно разделяется на идеальную и неидеальную, низкотемпературную и высокотемпературную, равновесную и неравновесную.Газовую плазму принято разделять

Слайд 8Виды плазмы
В неравновесной плазме электронная температура существенно превышает температуру ионов.

Это происходит из-за различия в массах иона и электрона, которое

затрудняет процесс обмена энергией. Такая ситуация встречается в газовых разрядах, когда ионы имеют температуру около сотен, а электроны около десятков тысяч градусов.
В равновесной плазме обе температуры равны. Поскольку для осуществления процесса ионизации необходимы температуры, сравнимые с потенциалом ионизации, равновесная плазма обычно является горячей (с температурой больше нескольких тысяч градусов).
Понятие высокотемпературная плазма употребляется обычно для плазмы термоядерного синтеза, который требует температур в миллионы кельвинов.

Виды плазмыВ неравновесной плазме электронная температура существенно превышает температуру ионов. Это происходит из-за различия в массах иона

Слайд 9Характеристики плазмы
Температура. Для описания плазмы в физике удобно использовать не

температуру, а энергию, выраженную в электрон-вольтах (эВ). Для перевода температуры

в эВ можно воспользоваться следующим соотношением: 1эВ = 11600 градусов Кельвина.
Степень ионизации. Степень ионизации определяется как отношение числа ионизованных частиц к общему числу частиц. Для низкотемпературных плазм характерны малые степени ионизации (<1 %). Горячая плазма почти всегда полностью ионизована (степень ионизации ~100 %). Обычно именно она понимается под “четвертым агрегатным состоянием вещества”. Примером может служить Солнце.
Плотность. Слово плотность плазмы обычно обозначает плотность электронов, то есть число свободных электронов в единице объема (строго говоря, здесь, плотностью называют концентрацию — не массу единицы объема, а число частиц в единице объема).
Квазинейтральность - плотность отрицательных зарядов с хорошей точностью равна плотности положительных зарядов. Нарушение квазинейтральности ведёт к немедленному появлению сильных электрических полей пространственных зарядов, тут же восстанавливающих квазинейтральность.
Характеристики плазмыТемпература. Для описания плазмы в физике удобно использовать не температуру, а энергию, выраженную в электрон-вольтах (эВ).

Слайд 10Свойства плазмы
Между плазмой и обычными газами имеется много общего, несмотря

на то, что плазма является особой средой, в которой существенную

роль играют силы кулоновского взаимодействия между заряженными частицами.

Свойства газов. Если энергия взаимодействия между заряженными частицами в плазме является пренебрежимо малой в сравнении со средней кинетической энергией теплового движения, то можно считать, что плазма ведет себя, как идеальный газ, основным уравнением которого является уравнение Менделеева-Клапейрона:
pV=(m/M)RT ,
или Р=nkT



Свойства плазмыМежду плазмой и обычными газами имеется много общего, несмотря на то, что плазма является особой средой,

Слайд 11Свойства плазмы
Плазма - смесь нескольких газов. По закону Дальтона полное давление

смеси равно сумме парциальных давлений p=p1+p2+p3+_+pn=(n1+n2+n3+_+nn)kT , где p = nkT Совокупность частиц

каждого из указанных ниже видов образует свой собственный газ: нейтральных атомов или молекул, электронный газ, ионный газ, фотонный газ. Смесью этих газов и является плазма. Если температура компонентов плазмы одинакова, то плазма называется изотермической (чаще всего в космических условиях). Разные компоненты газоразрядной плазмы характеризуются различной температурой. Температура электронного газа выше на порядок температуры нейтрального газа. Температура же фотонного газа еще более высокая, чем электронного. Так , в газосветных трубках (реклама) температура электронов 40000К, а температура ионов не выше 2000К. В дуговом разряде различия температур компонентов меньше.
Свойства плазмыПлазма - смесь нескольких газов. По закону Дальтона полное давление смеси равно сумме парциальных давлений p=p1+p2+p3+_+pn=(n1+n2+n3+_+nn)kT

Слайд 12Свойства плазмы
Энергия частиц и температура газа . Так как частица с

массой m и скоростью v обладает кинетической энергией U :
U=mv2/2
и

средняя энергия на одну молекулу
U=3kT/2 ,
то энергию частиц можно выразить
U=mv2/2e,
где энергия выражена в электронвольтах(эВ) :
1эВ=1,6*10-19 Дж


Свойства плазмыЭнергия частиц и температура газа . Так как частица с массой m и скоростью v обладает

Слайд 13Особенные свойства плазмы
Присутствие свободных электрических зарядов делает плазму проводящей ток

средой, что обуславливает её заметно большее (по сравнению с другими

агрегатными состояниями вещества) взаимодействие с магнитным и электрическим полями, это приводит к появлению слоёв и струй. Электроны, ионы и нейтральные частицы различаются знаком электрического заряда и могут вести себя независимо друг от друга — иметь разные скорости и даже температуры, что служит причиной появления новых явлений, например волн и неустойчивостей. Каждая частица взаимодействует сразу со многими. Эти коллективные взаимодействия имеют гораздо большее влияние чем двухчастичные (т.е. взаимодействие только между 2 частицами - наиболее часто встречаются в газах).

Особенные свойства плазмыПрисутствие свободных электрических зарядов делает плазму проводящей ток средой, что обуславливает её заметно большее (по

Слайд 14История
Четвёртое состояние вещества было открыто
У. Круксом в 1879.
Впервые

термин "плазма" , ранее лишь медицинский, был использован в 1923

г. американскими физиками Ленгмюром и Тонксом, которые стали обозначать с его помощью особое состояние ионизированного газа.
Лёнгмюр (1881—1957) иЛеви Тонко (1897—1971) назвали плазмой ионизованный газ в газоразрядной трубке.
Английский физик Уильям Крукс (1832—1919), изучавший электрический разряд в трубках с разрежённым воздухом, писал: “Явления в откачанных трубках открывают для физической науки новый мир, в котором материя может существовать в четвёртом состоянии”.


История Четвёртое состояние вещества было открыто У. Круксом в 1879.Впервые термин

Слайд 15Солнце и ионосфера Земли
Солнце – громадный шар , состоящий из

раскаленной плазмы . С поверхности Солнца непрерывно стекает спокойный поток

плазмы – так называемый солнечный ветер . Время от времени на поверхности Солнца происходят вспышки . При каждой такой вспышке в космос выплескивается кратковременный поток плазмы . Эти плазменные потоки , достигая атмосферы земли вызывают в ней много замечательных явлений : полярное сияние , магнитные бури , нарушение радиосвязи . Дело в том ,что и вокруг Земли есть плазменная оболочка , только эта оболочка находится высоко .Ведь Солнце на ряду с видимым светом посылает невидимые ультрафиолетовые лучи . Эти лучи воздействуют на атомы воздуха и отрывают от них электроны , т.е. производят ионизацию . Так получается , что верхние слои атмосферы – ионосфера - состоят из ионизированного воздуха , иначе говоря , из плазмы.
Солнце и ионосфера ЗемлиСолнце – громадный шар , состоящий из раскаленной плазмы . С поверхности Солнца непрерывно

Слайд 16Солнце, как и любая звезда, - огромный шар из плазмы.

Солнце, как и любая звезда, - огромный шар из плазмы.

Слайд 18Ионосфера Земли
Ионосфера состоит из смеси газа нейтральных атомов и молекул

(в основном кислорода О2 и азота N2) и квазинейтральной плазмы

(число отрицательно заряженных частиц примерно равно числу положительно заряженных). Ионизация становится существенной уже на высоте 60 километров и неуклонно увеличивается с удалением от Земли.

Структура ионосферы В зависимости от плотности нейтральных частиц N в ионосфере выделятся слои D, Е и F.
Слой D. Область D (60-90 км) характеризуется небольшими плотностями, слабой ионизацией и, соответственно, небольшой концентрацией заряженных частиц. Основным ионизирующим фактором этого слоя является рентгеновское излучением Солнца. Ночью ионизация в слое D резко уменьшается, но не исчезает полностью.

Слой Е. Область Е (90-120 км) характеризуется более высокими плотностями, ростом концентрации электронов с высотой в дневное время, связанным с поглощением солнечного коротковолнового излучения.

Слой F. Областью F называют всю ионосферу выше 130—140 км. Плотность частиц достигает своего максимума.

Ионосфера ЗемлиИоносфера состоит из смеси газа нейтральных атомов и молекул (в основном кислорода О2 и азота N2)

Слайд 19Северное сияние - процессы в ионосфере

Северное сияние - процессы в ионосфере

Слайд 20Использование плазмы

Наиболее широко плазма применяется в светотехнике — в газоразрядных

лампах, освещающих улицы, и лампах дневного света, используемых в помещениях.

А кроме того, в самых разных газоразрядных приборах: выпрямителях электрического тока, стабилизаторах напряжения, плазменных усилителях и генераторах сверхвысоких частот (СВЧ), счётчиках космических частиц.
Все так называемые газовые лазеры (гелий-неоновый, криптоновый, на диоксиде углерода и т. п.) на самом деле плазменные: газовые смеси в них ионизованы электрическим разрядом.
Разрабатываются различные схемы плазменного ускорения заряженных частиц.
Использование плазмыНаиболее широко плазма применяется в светотехнике — в газоразрядных лампах, освещающих улицы, и лампах дневного света,

Слайд 21Использование плазмы
Существуют генераторы низкотемпературной плазмы — плазмотроны, в которых используется

электрическая дуга. С помощью плазмотрона можно нагреть почти любой газ

до 7000—10000 градусов за сотые и тысячные доли секунды. С созданием плазмотрона возникла новая область науки — плазменная химия: многие химические реакции ускоряются или идут только в плазменной струе. Плазмотроны применяются и в горно-рудной промышленности, и для резки металлов. Созданы также плазменные двигатели, магнитогидродинамические электростанции.
Использование плазмыСуществуют генераторы низкотемпературной плазмы — плазмотроны, в которых используется электрическая дуга. С помощью плазмотрона можно нагреть

Слайд 22Токамак (ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками)
— это один из вариантов

устройства, способного формировать долгоживущую горячую плазму высокой плотности. При достижении

определенных параметров плазмы в ней начинается термоядерная реакция синтеза ядер гелия из исходного сырья — изотопов водорода (дейтерия и трития). При этом в токамак-реакторе должно вырабатываться существенно больше энергии, чем затрачивается на формирование плазмы. Термин“токамак” был введён русскими физиками Е.В.Таммом и А.Д.Сахаровым в 50х годах. Первый токамак был разработан под руководством академика Л.А.Арцимова в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова в Москве и продемонстрирован в1968 в Новосибирске.
В настоящее время токамак считается наиболее перспективным устройством для осуществления управляемого термоядерного синтеза. Токамак представляет по сути полый тор (бублик), на который намотан проводник, образующий магнитное поле. Основное магнитное поле в камере-ловушке, содержащей горячую плазму, создается тороидальными магнитными катушками.

Центральной задачей физики плазмы является проблема управляемого термоядерного синтеза.

Токамак (ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками)— это один из вариантов устройства, способного формировать долгоживущую горячую плазму высокой

Слайд 23Литература
1. Арцимович Л.А. Элементарная физика плазмы. М, Атомиздат, 1966.
2. Ерухимов

Л.М. Ионосфера Земли как космическая плазменная лаборатория, 1998
3. Мякишев Г.

Я. Физика 10 кл., М. Просвещение, 2004
4. Ораевский Н.В. Плазма на Земле и в космосе. К, Наукова думка, 1980.
5. Трубников Б. А., Введение в теорию плазмы. М., 1969
6. http://ru.wikipedia.org
7. www.posternazakaz.ru (фотографии)



Литература1. Арцимович Л.А. Элементарная физика плазмы. М, Атомиздат, 1966.2. Ерухимов Л.М. Ионосфера Земли как космическая плазменная лаборатория,

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика