הגדרת פלזמה בכימיה ופיזיקה

פלזמה היא א מצב צבירה איפה ה גז שלב מופעל עד אטומי אלקטרונים כבר לא קשורים לאטום מסוים גרעין. פלזמות מורכבות ממטען חיובי יונים ואלקטרונים לא קשורים. ניתן לייצר פלזמה על ידי חימום של גז עד שהוא מיונן או על ידי הכנתו לשדה אלקטרומגנטי חזק.

המונח פלזמה בא ממילה יוונית שמשמעותה ג'לי או חומר יצוק. המילה הוצגה בשנות העשרים של המאה העשרים על ידי הכימאי אירווינג לנגמיר.

הפלזמה נחשבת לאחד מארבעת מצבי היסוד של החומר, יחד עם מוצקים, נוזלים וגזים. בעוד שלושת מצבי החומר האחרים נפוצים בדרך כלל בחיי היומיום, פלזמה היא נדירה יחסית.

צעצוע הכדור פלזמה הוא טיפוסי דוגמה לפלזמה ואיך זה מתנהג. פלזמה נמצאת גם באורות ניאון, תצוגות פלזמה, לפידים לריתוך קשת, וסלילי טסלה. דוגמאות טבעיות לפלזמה כוללות ברק האורורה, היונוספרה, שריפת סנט אלמו וניצוצות חשמליים. אמנם לא נראה לעיתים קרובות על פני כדור הארץ, אך פלזמה היא צורת החומר השופעת ביותר ביקום (למעט אולי חומר אפל). הכוכבים, פנים השמש, רוח השמש וקורונה סולרית מורכבים מפלסמה מיוננת לחלוטין. המדיום הבין-כוכבי והמדיום הבין-גלקטי מכילים גם פלזמה.

במובן מסוים פלזמה דומה לגז בכך שהיא מניחה את הצורה והנפח של המיכל שלה. עם זאת, פלזמה אינה חופשית כמו גז מכיוון שחלקיקיה נטענים בחשמל. מטענים מנוגדים מושכים זה את זה, וגורמים לעיתים קרובות לפלזמה לשמור על צורה או זרימה כללית. פירושו של החלקיקים הטעונים גם הוא כי פלזמה עשויה להיות מעוצבת או מכילה בשדות חשמליים ומגנטיים. פלזמה בדרך כלל נמצאת בלחץ נמוך בהרבה מגז.

הפלזמה היא תוצאה של יינון אטומים. מכיוון שניתן ליינן את כל האטומים או את חלקם, ישנן דרגות שונות של יינון. רמת היינון נשלטת בעיקר על ידי הטמפרטורה, כאשר העלאת הטמפרטורה מעלה את מידת היינון. חומר בו רק מיוני חלקיקים מיוננים יכול להראות מאפיינים של פלזמה, אך עדיין לא להיות פלזמה.

פלסמה עשויה להיות מסווגת כ"חמה "או" מיוננת לחלוטין "אם כמעט כל החלקיקים מיוננים, או" קרים "או" מיוננים לחלוטין "אם חלק קטן של מולקולות מיוננות. שימו לב שהטמפרטורה של פלזמה קרה עדיין עשויה להיות חמה להפליא (אלפי מעלות צלזיוס)!

דרך נוספת לקטלג פלזמה היא תרמית או לא תרמלית. בפלזמה תרמית האלקטרונים והחלקיקים הכבדים יותר נמצאים בשיווי משקל תרמי או באותה טמפרטורה. בפלזמה לא תרמלית האלקטרונים נמצאים בטמפרטורה גבוהה בהרבה מהיונים והחלקיקים הניוטרליים (שעשויים להיות בטמפרטורת החדר).

התיאור המדעי הראשון של הפלזמה נעשה על ידי סר וויליאם קרוקס בשנת 1879, בהתייחס למה שכינה "חומר קורן" בצינור קרני הקתודה של קרוקס. פיזיקאי בריטי סר ג'יי. תומסון ניסויים עם צינור קרני קתודה הובילו אותו להציע מודל אטומי שבו האטומים מורכבים מחלקיקים תת-אטומיים חיוביים (פרוטונים). בשנת 1928 נתן לנגמוייר שם לצורת החומר.