For andra betydelser, se Plasma (olika betydelser) .

Plasma ar inom fysik ett aggregationstillstand av materia . Om en gas varms tillrackligt mycket separeras elektronerna fran atomkarnorna , och ett plasma bildas. Ett plasma kan sagas vara en gas av laddade partiklar, joner och elektroner. Nar ett amne har hettats upp till plasma skiljs atomernas bestandsdelar at, det vill saga: elektronerna ror sig fritt fran karnan.

Plasma ar det vanligaste tillstandet hos den synliga materian i universum . Pa jorden forekommer plasman naturligt i blixtar , samt i tekniska apparater som lysror och plasmaskarmar . Plasmafysik ar vetenskapen om plasma.

Plasma identifierades forst i ett Crookes-ror , dar det beskrevs av William Crookes ar 1879 . Han kallade det for "lysande materia". ^{[ 1 ]} Egenskaperna hos materian i Crookes-roret " katodstraleroret " identifierades senare av den brittiske fysikern Sir J.J. Thomson ar 1897. ^{[ 2 ]} Benamningen "plasma" infordes av Irving Langmuir ar 1928, ^{[ 3 ]} kanske for att det paminde honom om blodplasma . ^{[ 4 ]} Langmuir skrev:

"Except near the electrodes, where there are sheaths containing very few electrons, the ionized gas contains ions and electrons in about equal numbers so that the resultant space charge is very small. We shall use the name plasma to describe this region containing balanced charges of ions and electrons." ^{[ 3 ]}

Forutom nara elektroderna, dar det finns holjen som innehaller valdigt fa elektroner, sa innehaller den joniserade gasen samma antal joner och elektroner sa att den resulterande laddningen inom gasen ar valdigt liten. Vi kommer att anvanda ordet plasma for att beskriva det har omradet med lika stora laddningar av joner och elektroner.

Egenskaper [ redigera | redigera wikitext ]

Paverkan av elektricitet och magnetism [ redigera | redigera wikitext ]

En vanlig gas bestar av elektriskt neutrala partiklar ( atomer och molekyler ), men plasmat bestar alltsa av elektroner och joner med elektrisk laddning. Plasman paverkas darfor av elektriska och magnetiska falt mycket starkare an vanliga gaser. Likasa kan plasmat leda elektriska strommar, och darmed ge upphov till elektriska och magnetiska falt . Eftersom de ar elektriskt laddade sa paverkar partiklarna i ett plasma varandra hela tiden, till skillnad fran partiklarna i en vanlig gas, som bara marker av varandra nar de kolliderar (se skiss harintill).

Kvasineutralitet [ redigera | redigera wikitext ]

Trots att plasmat bestar av laddade partiklar ar en volym plasma normalt nastan helt elektrisk neutral, eftersom den innehaller nastan exakt lika manga positivt laddade partiklar som negativt laddade partiklar (dar laddningens multiplicitet ocksa beaktats). Detta kallas kvasineutralitet . Gar man ned pa mycket sma volymer, sa att bara nagra fa partiklar finns med i volymen, ar det forstas inte sa sakert att man hittar lika manga positiva som negativa laddningar, pa grund av rena slumpeffekter.

Plasma ar ett tillstand, inte ett amne [ redigera | redigera wikitext ]

Plasma ar saledes inget specifikt amne, utan markerar bara ett amnes tillstand. Det finns manga typer av plasma: jordens oversta atmosfarlager, jonosfaren , kan pa olika hojder beskrivas som ett kvaveoxidplasma, ett syreplasma, och sa vidare.

Plasman som huvudsakligen bestar av elektroner och positiva joner betecknas elektropositiva , medan ett elektronegativt plasma huvudsakligen bestar av positiva och negativa joner med bara en mindre andel fria elektroner. ^{[ 5 ]}

Plasman i luftomgivning [ redigera | redigera wikitext ]

Actionspelens plasmagevar kan illustrera ytterligare en egenskap hos plasman. Om man nu skulle lyckas skjuta ett amne i plasmaform i mycket hog hastighet sa skulle det svalna av i den omgivande luften efter ett fatal meter och amnet skulle overga i gasform (dessutom sa ar luftmotstandet pa ickesolid materia extremt hogt, vilket ytterligare forsvarar langdistansskott med ett tankt plasmagevar). Plasman i luftomgivning ar alltsa kortlivade, till exempel blixtar .

Forekomst [ redigera | redigera wikitext ]

Rymdplasma [ redigera | redigera wikitext ]

Storre delen av den materia vi kan se i universum ar i plasmatillstand. Planeterna och andra fasta kroppar som asteroider och meteoroider utgor undantag, men redan ungefar 80-100 km upp i jordens atmosfar borjar jonosfaren , dar luften joniseras till plasma framfor allt pa grund av solens UV -stralning. Rymden i solsystemet ar fylld av solvinden , ett plasma som standigt strommar ut fran solen. Solen sjalv ar huvudsakligen i plasmatillstand. Rymden mellan stjarnorna ar inte heller den helt tom. Det sa kallade interstellara mediet ar i huvudsak i plasmatillstand, aven om dar ocksa forekommer stora molekylara moln av neutralgas. Amnet rymdfysik ar specialinriktat pa studiet av rymdplasma, framfor allt inom vart solsystem.

Blixtar [ redigera | redigera wikitext ]

Nar en elektrisk urladdning sker mellan marken och moln hoppar elektroner fran marken till molnen med mycket hog hastighet (en blixt ) och da skapas sadana energier att luften omvandlas till plasma. Denna luft kyls emellertid ner ungefar samtidigt som urladdningen slutar vilket gor att luften omedelbart atergar till gasform med knappt markbart hogre temperatur an tidigare, eftersom varmeenergin fordelar sig i luften snabbt. Manga forskare inom meteorologi anser ocksa att klotblixtar, aven kanda som kulblixtar, bestar till viss del av plasma.

Eld [ redigera | redigera wikitext ]

I en eldslaga ar temperaturen inte tillrackligt hog for att atomerna ska joniseras till ett plasma. En eldslaga kan i vissa omstandigheter bete sig som ett plasma, till exempel om lagan utsatts for starka elektromagnetiska falt som exempelvis i en mikrovagsugn . Gor inte detta sjalv pa grund av risk att skada ugnen, raka ut for brand eller ohalsosamma gaser. Se istallet pa Youtube. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Fusionsplasma [ redigera | redigera wikitext ]

Fusionsforskningen syftar till att gora fusionsenergi till en praktiskt anvandbar energikalla. Fusion kan bara fas vid sa hoga temperaturer att materien ar i plasmatillstand, sa fusionsreaktorer innehaller plasma. En stor del av problemen med att bygga en fungerande fusionsreaktor har att gora med hur man ska lyckas halla plasmat tillrackligt stabilt for att fusion ska hinna ske sa pass lange att man far ut nagon energi ur reaktorn.

Partikelacceleratorer [ redigera | redigera wikitext ]

Genom att skicka en strale av partiklar genom ett plasma kan man bilda ett "kolvatten" bakom stralen, i vilket elektromagnetiska vagor bildas pa liknande satt som ytvagor bildas i kolvattnet bakom en bat. Dessa vagor kan sedan accelerera en liten andel av partiklarna till hoga farter, liksom surfare kan fa fart av vattenvagor ^{[ 8 ]} Hittills har man bland annat lyckats med att pa en stracka av endast 85 cm accelerera elektroner fran en energi pa 42 GeV till 85 GeV, vilket i en konventionell partikelaccelerator skulle kravt en anlaggning pa ett par kilometers storlek. ^{[ 9 ]} Forhoppningen ar att mindre och billigare partikelacceleratorer pa detta satt ska kunna goras tillgangliga inte bara for experiment inom partikelfysik utan ocksa for exempelvis stralbehandling av cancer , men tekniken ar annu i sin linda.

Industriplasman [ redigera | redigera wikitext ]

Plasmabaserad teknik anvands numera inom flera industrigrenar, exempelvis for ytbehandling och polymerisering ^{[ 10 ]} . Plasma har fatt en betydande roll inom omradet for ytbehandling da plasma kan anvandas for att bland annat andra ytans adhesion och hardhet men kan ocksa anvandas for etsning, rengoring, frasning och belaggning.

Vardagliga apparater [ redigera | redigera wikitext ]

Plasman finns aven i vardagliga tekniska apparater som lysror , lagenergilampor , plasmalampor och plasmaskarmar .

Se aven [ redigera | redigera wikitext ]

• Plasmafysik
• Rymdfysik
• Plasmaskarm

Referenser [ redigera | redigera wikitext ]

Noter [ redigera | redigera wikitext ]

v   ?   r Aggregationstillstand Bose?Einstein-kondensat  · Fast form  · Vatska  · Gas  · Plasma  · Degenererad materia

Auktoritetsdata ? LCCN : sh85103050 ? GND : 4046249-3 ? BNF : cb119376971 (data) ? NDL : 00569207 ? NKC : ph215328