Plasmadefinition in Chemie und Physik

Plasma ist ein Materiezustand, in dem die Gasphase so lange angeregt wird, bis Atomelektronen keinem bestimmten Atomkern mehr zugeordnet sind. Plasmen bestehen aus positiv geladenen Ionen und ungebundenen Elektronen. Plasma kann entweder durch Erhitzen eines Gases bis zur Ionisierung oder durch Einwirken eines starken elektromagnetischen Feldes erzeugt werden.

Der Begriff Plasma stammt aus dem Griechischen und bedeutet Gelee oder formbares Material. Das Wort wurde in den 1920er Jahren vom Chemiker Irving Langmuir eingeführt.

Plasma gilt neben Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen als einer der vier Grundzustände der Materie. Während die anderen drei Zustände der Materie im täglichen Leben häufig anzutreffen sind, ist Plasma relativ selten.

Beispiele für Plasma

Das Plasmaballspielzeug ist ein typisches Beispiel für Plasma und dessen Verhalten. Plasma ist auch in Neonlichtern, Plasmadisplays, Lichtbogenschweißbrennern und Tesla-Spulen enthalten. Zu den natürlichen Beispielen für Plasma gehören das Blitzen der Aurora, der Ionosphäre, das Feuer von St. Elmo und elektrische Funken. Plasma ist die häufigste Form von Materie im Universum (ausgenommen möglicherweise dunkle Materie). Die Sterne, das Innere der Sonne, der Sonnenwind und die Sonnenkorona bestehen aus vollständig ionisiertem Plasma. Das interstellare Medium und das intergalaktische Medium enthalten auch Plasma.

Eigenschaften von Plasma

Plasma ist in gewisser Weise wie ein Gas, da es die Form und das Volumen seines Behälters annimmt. Plasma ist jedoch nicht so frei wie Gas, da seine Partikel elektrisch geladen sind. Entgegengesetzte Ladungen ziehen sich gegenseitig an, wodurch das Plasma häufig eine allgemeine Form oder einen allgemeinen Fluss beibehält. Die geladenen Teilchen bedeuten auch, dass Plasma durch elektrische und magnetische Felder geformt oder enthalten sein kann. Plasma hat im Allgemeinen einen viel niedrigeren Druck als ein Gas.

Arten von Plasma

Plasma ist das Ergebnis der Ionisierung von Atomen. Da entweder alle oder ein Teil der Atome ionisiert werden können, gibt es unterschiedliche Ionisationsgrade. Der Ionisationsgrad wird hauptsächlich durch die Temperatur gesteuert, wobei eine Erhöhung der Temperatur den Ionisationsgrad erhöht. Materie, in der nur 1% der Partikel ionisiert sind, kann Plasmaeigenschaften aufweisen, jedoch nicht Sein Plasma.

Plasma kann als "heiß" oder "vollständig ionisiert" eingestuft werden, wenn fast alle Partikel ionisiert sind, oder als "kalt" oder "unvollständig ionisiert", wenn ein kleiner Teil der Moleküle ionisiert ist. Beachten Sie, dass die Temperatur des kalten Plasmas immer noch unglaublich hoch sein kann (Tausende von Grad Celsius).!

Ein anderer Weg, Plasma zu kategorisieren, ist thermisch oder nicht-thermisch. Im thermischen Plasma befinden sich die Elektronen und schwereren Teilchen im thermischen Gleichgewicht oder auf der gleichen Temperatur. Im nichtthermischen Plasma haben die Elektronen eine viel höhere Temperatur als die Ionen und neutralen Teilchen (die Raumtemperatur haben können).

Entdeckung von Plasma

Die erste wissenschaftliche Beschreibung des Plasmas wurde von Sir William Crookes im Jahr 1879 in Anlehnung an das gemacht, was er "strahlende Materie" in einer Crookes-Kathodenstrahlröhre nannte. Der britische Physiker Sir J.J. Thomsons Experimente mit einer Kathodenstrahlröhre brachten ihn dazu, ein Atommodell vorzuschlagen, in dem Atome aus positiv (Protonen) und negativ geladenen subatomaren Partikeln bestanden. Im Jahr 1928 gab Langmuir der Form der Materie einen Namen.