Что такое Плазма?

[МВВ]

...Перешагнув 100000 градусов уже и доля ионов уменьшается.Здесь уже уместно говорить о четвёртом состоянии вещества. Потеряв электронную ооболочку, остаются одни ядра атомов. Ещё выше температура - ядра сталкиваются между собой с такими огромными скоростями, что раскалываются и из них высыпаются нейтроны, а нейтроны- уже признаки ядерной реакции. При ядерной реакции (точнее термоядерной) освобождается энергия и дополнительно разогревается плазма в конце концов энергии выделяется столько, что внешними источниками подогревать плазму не надо ( внедрах солнца и звёзд и идут эти процессы)...

Не понятно какие нейтроны высыпаются из ядер водорода во время термоядерной реакции на Солнце ?

[Васяш]

на солнце сначала из двух йонов протия образуется дейтрон, позитрон и нейтрино.

далее. дейтрон сталкивается с протоном и образуется гелий3 и гамма-квант

затем. два ядра гелия3 сталкиваются и образуется гелий4 и два протона

Тут нейтронов нет

[Gall]

Получается у (водорода) протона при такой температуре только кинетическая энергия является критерием температуры ?

А как он тогда воспринимает и излучает фотоны ?

А в чем проблема? температура - мера хаотичности движения. У газа протонов есть температура. Электроны, от них оторванные, составляют тоже газ, с такой же температурой. Оба газа состоят из заряженных частиц, то есть при движении создают электромагнитное излучение (фотоны). Оба газа состоят из квантовых частиц, причем подчиняющихся статистике Ферми-Дирака, а значит там где-то могут быть переходы между какими-то квантовыми уровнями. Да, это уже не уровни электрона в атоме, это вермишешь из энергий взаимодействия каждой частицы с каждой, но это не мешает переходам между такими уровнями осуществляться.

 

Поскольку температура высокая, гораздо выше расстояний между такими энергетическими уровнями, переходы с уровня на уровень происходят все время и как попало. Поэтому плазма всегда излучает. Спектр очень горячей плазмы, разумеется, ничего не имеет общего со спектром атомов в газе - целых атомов там уже не осталось. Это широкие полосы излучения, похожие скорее на излучение черного тела, нежели на линейчатый спектр.

 

Спасибо за ссылки! А какое агрегатное состояние плазмы(ну я имею ввиду что оно собою представляет(газ, жидкость)?

Грубо говоря - очень горячий (нагретый до свечения) газ. Примерно как пламя горелки, если на пальцах. Некоторые авторы считают плазму особой разновидностью газа, некоторые - четвертым агрегатным состоянием. Правы и те, и другие, потому что это вопрос всего лишь названий и терминологии, со свойствами это никак не связано.

Изменено 13 Января, 2012 в 12:56 пользователем Gall

[МВВ]

Поскольку температура высокая, гораздо выше расстояний между такими энергетическими уровнями, переходы с уровня на уровень происходят все время и как попало. Поэтому плазма всегда излучает. Спектр очень горячей плазмы, разумеется, ничего не имеет общего со спектром атомов в газе - целых атомов там уже не осталось.

Не совсем понятно, о каких уровнях идёт речь.

Раньше и не слышал об излучении протонами , хотя , конечно , любой движущийся заряд создаёт электромагнитное поле.

... целых атомов там уже не осталось. Это широкие полосы излучения, похожие скорее на излучение черного тела, нежели на линейчатый спектр.

Если нет квантовых переходов , то как определили , что там "горит" водород ?

 

Может там идёт синтез из атомов углерода или кремния.

[Gall]

Не совсем понятно, о каких уровнях идёт речь.

Если взять любую пару заряженных частиц, то энергия их взаимодействия обязана как-то квантоваться. Возможных энергий вообще говоря бесконечное множество, но это не значит, что они будут образовывать сплошной спектр без промежутков. Если есть хоть какой-то намек на полосатость спектра энергий, на их неравноправие - говорят об энергетических уровнях. Для кинетической энергии, кстати, тоже справедливо.

 

Раньше и не слышал об излучении протонами , хотя , конечно , любой движущийся заряд создаёт электромагнитное поле.

Если что, гамма-излучение радиоактивных изотопов - как раз оно и есть. При ядерных процессах какие-то протоны оказываются на слишком высоких энергетических уровнях и падают оттуда с излучением фотона. (Ядро внутри устроено тоже примерно как атом, там тоже оболочки и уровни, только уже протонные).

 

Если нет квантовых переходов , то как определили , что там "горит" водород ?

Только при бесконечной температуре квантовых переходов нет совсем. Несмотря на общий хаос, какая-то небольшая часть атомов всегда оказывается не до конца разрушенной. У них нормальный спектр.

 

К тому же, не спектрами едиными... При термоядерных процессах летит много фотонов из самих ядер, по их спектрам определяют, какие именно ядра вступают в термояд. Нейтрино и прочие космические лучи тоже несут информацию. Если же мы еще поднимем температуру - до такой степени, чтобы уровни в ядрах тоже "испортились" - мы уже с уверенностью сможем сказать, что у нас остались только чистые протоны и нейтроны, не образующие ядра, и вопрос о химических элементах вообще не стоит. Навскидку пример - есть нейтронные звезды.

 

Чтобы все уж было совсем честно - механизм термоядерных реакций в звездах доказан хоть и с неплохой, но не с неоспоримой достоверностью. Ждем дальнейших результатов с детекторов нейтрино и из обсерваторий.

[гуманоид]

Не понятно какие нейтроны высыпаются из ядер водорода во время термоядерной реакции на Солнце ?

Действительно,есть некоторые термоядерные реакции при которых синтез гелия идёт из водорода без выхода нейтронов, при этом признаком реакции являются другие частицы. Он и является (как предпологается )преобладающим на солнце. с другой стороны, синтезируется дейтерий, который уже содержит нейтрон.

[МВВ]

Если взять любую пару заряженных частиц, то энергия их взаимодействия обязана как-то квантоваться.

Но, это квантование механической энергии , а как она превращается в фотоны ?

 

Только при бесконечной температуре квантовых переходов нет совсем. Несмотря на общий хаос, какая-то небольшая часть атомов всегда оказывается не до конца разрушенной. У них нормальный спектр.

В таком-то пекле и целые атомы ?

К тому же, не спектрами едиными... При термоядерных процессах летит много фотонов из самих ядер, по их спектрам определяют, какие именно ядра вступают в термояд.

Но, те фотоны другой природы. Что-то из единства фотона и электрона (или кварка , какого-нибудь)

Обычная ЭМВ не может превратиться в вещество.

 

Нейтрино и прочие космические лучи тоже несут информацию. Если же мы еще поднимем температуру - до такой степени, чтобы уровни в ядрах тоже "испортились" - мы уже с уверенностью сможем сказать, что у нас остались только чистые протоны и нейтроны, не образующие ядра, и вопрос о химических элементах вообще не стоит. Навскидку пример - есть нейтронные звезды.

 

Про нейтронные , слышал только название

 

Чтобы все уж было совсем честно - механизм термоядерных реакций в звездах доказан хоть и с неплохой, но не с неоспоримой достоверностью.

 

Так условия на Солнце позволяют идти синтезу не только гелия из водорода , но к примеру из углерода - высших элементов , до "бесконечности" ?

[Gall]

Но, это квантование механической энергии , а как она превращается в фотоны ?

Любой переход между любыми энергетическими уровнями приводит к выделению или поглощению порции энергии. Если есть электромагнитное поле, в роли порции энергии может выступить фотон. (Чаще всего так и происходит.)

 

В таком-то пекле и целые атомы ?

А почему нет? Случайно оказались рядом протон и электрон. Чем не атом? (Нетрудно показать, что энергия их взаимодействия будет как раз "правильной", как в атоме).

 

Но, те фотоны другой природы. Что-то из единства фотона и электрона (или кварка , какого-нибудь)

Обычная ЭМВ не может превратиться в вещество.

Еще как может. И туда, и обратно. Собственно, она И ЕСТЬ вещество. Если ЭМВ обладает достаточной массой, она может превратиться, например, в электрон-позитронную пару.

 

Так условия на Солнце позволяют идти синтезу не только гелия из водорода , но к примеру из углерода - высших элементов , до "бесконечности" ?

Он в общем-то и идет (так тяжелые элементы и получаются), но чем тяжелее элемент - тем меньше энергии дает синтез, а начиная где-то с середины таблицы Менделеева все наоборот - синтез не вырабатывает, а потребляет энергию (а распад - вырабатывает). Для достаточно тяжелых элементов реакция идет в обе стороны - синтез и распад. Поэтому звездные реакции идут чуть менее чем полностью на водороде. К тому же, водорода во Вселенной просто очень много.