حالة المادة في ظل درجات الحرارة المرتفعة جداً كالبرق هي ؟، هذا السؤال يطرح من قبل الطلبة الحريصين على البحث عن مختلف الإجابات الدقيقة للأسئلة الصعبة المشابهة لهذا السؤال، وخاصة العلمية منها، والتي تحتاج إلى تأكيد من خلال الاستعانة بمحرك البحث، وفي خلال السطور سنتطرق بشكلٍ تفصيلي لشرح حالة البلازما، والتي تتمثل إجابة السؤال المطروح من قبل الطلبة، حالة المادة في ظل درجات الحرارة المرتفعة جداً كالبرق هي.
اذن اجابة سؤال حالة المادة في ظل درجات الحرارة المرتفعة جداً كالبرق هي ؟ البلازما.
تعريف البلازما هي
تعرف البلازما على أنها هي حالة متميزة من حالات المادة حيث يمكن وصفها بأنها غاز متأين تكون فيه الإلكترونات حرة وغير مرتبطة بالذرة أو الجزيء؛ فإذا كانت المادة توجد في الطبيعة في ثلاث حالات هي: صلبة وسائلة وغازية، كما أنه بالإمكان أن نصنف البلازما على أنها حالة رابعة التي يمكن أن توجد عليها المادة.
على النقيض من الغازات، فإن للبلازما صفاتها الخاصة؛ فعندما نقوم بتسليط الحرارة أو مثلا اخضاعها لمجال كهرومغناطيسي عال كالليزر أو موجة مايكرويف يقذف الالكترون بعيدا عن النواة؛ وبالتالي ينتج عنه شحنات موجبة وسالبة وتكون أكثر حرية حيث تسمى بالأيونات، فيرافقه تفكك روابط جزئية اذا كانت متواجدة؛ ووجود القوي لحاملات الشحنة تلك تجعله موصل للكهرباء فيتأثر بقوة للمجال الكهرومغناطيسي.
تاريخ البلازما
اكتشف العالم الانجليزي السير وليام كروكي البلازما وكان ذلك في عام 1879م؛ وكان ذلك عن طريق أنبوب كروكس وقام العالم أنذالك بإطلاق اسم عليها وهو “المادة المشعة”؛ ثم بعدها اكتشف العالم البريطاني جوزيف طومسون خصائص وطبيعة البلازما عام 1897، ويرجع الفضل الى العالم إيرفينغ لانغموير في تسمية البلازما؛ وذلك لاعتقاده أنها تشبه بلازما الدم على الأرجح.
فقد كتب لانغموير: بجوار الأقطاب أنه يوجد أغطية رقيقة تحتوي على الكترونيات قليلة الغاز المتأين؛ يحتوي على أيونات والكترونات بكميات متساوية؛ تقريبا مما يجعل ناتج شحن المكان يكون بسيط جدا، كما أنه يستحسن أن نقوم باستخدام اسم البلازما لتعريف المنطقة المحتوية على شحنات متساوية من الالكترونيات والأيونات.
خصائص ومعالم البلازما
يعتبر وصف البلازما بأنها هي الوسط المتعادل من جسيمات سالبة وموجبة الشحنة، وصفا ضعيفا تعوزه الدقة وذلك لأن تعريف البلازما لابد أن يتضمن من ثلاثة معايير مما يعطي دقة أكثر، وهذه المعايير تتلخص في هذه الفقرة هي كالآتي:
- أولا تقارب البلازما : لابد من أن تكون الجسيمات المشحونة متقاربة جدا لدرجة أن كل جسيم يؤثر على الكثير من الجسيمات القريبة بدلا من مجرد التفاعل مع أقرب الجسيمات؛ يكون لتقارب البلازما تأثير أقوى كلما كانت أعداد الإلكترونات داخل المجال المؤثر يسمى ب(كرة ديباي) حيث أن لها نصف قطر من الجسيمات الكبيرة يسمى” بطول ديباي” ؛ أما معدل عدد الجسيمات بمجال ديباي هو قيمة أو مقدار البلازما ويرمز إليه على شكلΛ””وهذا الحرف هو حرف لامدا بالأبجدية الاغريقية.
- ثانيا حجم التفاعلات في البلازما: نصف قطر ديباي يعتبر صغير بالمقارنة مع الحجم الطبيعي للبلازما المتواجدة في الكون.
- ثالثا تردد البلازما: ان تردد الإلكترونات في البلازما كبير بالمقارنة مع تردد الإلكترون في حالته المتعادلة (ويقيس التردد البلازمي للإلكترون ويسمى موجات البلازما أو موجات لانغموير، تقيس كثافة الشحنة في محيط موصل مثل البلازما والمعادن. وينتج من الكمية في هذا التردد ما يعرف باسم “البلازمون” وهو شبه جزيء للبلازما) بمعنى أن أكبر من تردد الإلكترون بالحالة الطبيعية (بقياس موجات التصادم بين الإلكترونات والجسيمات المحايدة).
كما يمكننا معرفة أن ليس للبلازما شكل أو حجم محدد، فهي تأخذ شكل غاز محايد (معتدل) شبيه بالغيوم؛ وقد تتأثر بالمجال المغناطيسي فتكون لها بنية، تكون خيوط أو حزم أو طبقة مزدوجة؛ وقد تحتوي أيضا على غيار وحبيبات تسمى بالبازما المغيرة.