46- §. Плазма тўғрисида тушунча
Газ разрядининг турли шаклларида баъзан кучли ионлашган газ ҳосил бўлади, бу газда
электронлар концентрацияси мусбат ионлар концентрациясига тахминан тенг бўлади.
Бирдай концентрацияда тақсимланган электронлар ва мусбат ионлардан иборат система
электрон — ионли плазма ѐки оддий қилиб плазма деб аталади.
Ёлқин
разряднинг мусбат устунида биз плазмани кузатишимиз мумкин.
Плазма
шунингдек учкун разряднинг бош каналида ҳам ҳосил бўлади.
Плазмада электронлар ва ионлар концентрацияси бирдай бўлгани учун унда
металлардаги сингари ҳажмий заряд нолга тенг бўлади. Бундан ташқари газ сезиларли
ионлашганда плазманинг электр ўтказувчанлиги жуда катта бўлади.
Шунинг учун
ўзининг электр ўтказувчанлигига кўра ион плазмаси металларга яқин бўлади.
Агар плазма электр майдонда бўлса, у ҳолда плазмада электр ток ҳосил бўлади ва
иссиқлик ажралади. Бунда майдон энергияни дастлаб ҳаракатчанроқ бўлган зарралар
сифатида электронлар олади ва сўнгра тўқнашувларда молекула ѐки ионларга беради.
Бироқ тўқнашувларда иштирок этаѐтган зарраларнинг массаларида катта фарқ бўлгани
учун электрон ионга ўзининг ҳамма энергиясини эмас, балки энергиясининг бир қисмини
беради. Кичик босимларда тўқнашувлар сони кам бўлади. Чунки электронларнинг ўртача
кинетик энергиялари ионларнинг ўртача кинетик энергиясидан катта бўлади. Ёки
бошқача қилиб айтганда плазмада электрон газнинг ҳарорати ион газнинг ҳароратидан
катта бўлади (ноизотермик плазма). Бу ҳароратларни билвосита методлар билан ўлчаш
мумкин. Масалан, биқсима разряднинг мусбат устунида босим 0,1 мм симоб устуни
тартибида бўлганида электронларнинг ҳарорати 10
5
K ва ундан ҳам юқори бўлиши
мумкин, холбуки ионларнинг ўзи бўлганда ҳарорат бир неча юз градусдан ортмайди.
Босим ортганда. тўқнашувлар
сони ортиб, электрон, ион газлари орасида иссиқлик
алмашиниши кучаяди, уларнинг ҳароратлари фарқи камаяди. Етарлича юқори босимларда
электронлар ва ионларнинг ҳароратлари бирдай бўлади (изотермик плазма). Изотермик
плазма ҳамма вақт юқори ҳарорат ѐрдамида бўладиган
ионланишларда юзага келади
(масалан, учкун каналида).
Лаборатория шароитларида плазма фақат газ разрядларидагина ҳосил бўлиб колмайди.
балки электрон ўгказувчанликка эга бўлган қаттиқ жисмлар (металлар, ярим ўтказгичлар)
да ҳаракатчан ўтказувчанлик электронлар ва умумий ҳажмий заряди нолга тенг бўлган
ҳаракатсиз мусбат ионлар ҳам электрон — ионли плазма ҳисобланади.
Бирок плазма кўпроқ космик жисмларда учрайди. Юқори ҳарорат ва турли
нурланишлар таъсирида космосдаги моддаларнинг асосий массаси амалда тўда равишда
ионлашган ва кучли ионлашган плазма ҳолатида бўлади. Хусусан, Қуѐш
бутунлай
плазмадан иборатдир. Шу каби ер атмосферасининг юқори қатламлари (ионосфера) ҳам
плазмадан иборат.
Плазма кучли ионлашган газ бўлгани учун одатдаги газларга бирмунча ўхшаш бўлади
ва кўпчилик газ қонунларига буйсунади. Бирок плазма бйлан оддий газлар орасида
тамоман қарама-қарши фарқлар бор. Бу фарқлар айниқса, магнит майдон мавжуд
бўлганида ѐркин намоѐн бўлади. Биринчи фарқи магнит
майдон плазманинг зарралари
(ионлари ва электронлар)га нейтрал атомлар газида бўлмайдиган катта кучлар (Лоренц
кучлари) таъсир қилади. Зарралар магнит майдон бўйлаб ҳаракатланганда бу кучлар нолга
тенг. Магнит майдонга кўндаланг ҳаракатланганда бу кучлар максимал бўлади ва зарралар
ҳаракатига тўсқинлик қилади. Иккинчи фарқ шундаки, плазмада электронлар ва ионлар
кулон кучлари ѐрдамида ўзаро кучли таъсирда бўлади. Бу икки хол ва кучли ионлашган
плазманинг катта электр ўтказувчанлиги биргаликда электр ва магнит майдонлар
бўлганида плазманинг хоссалари ва унинг ҳаракат тенгламалари
одатдаги газ ва
суюқликларнинг хоссалари ва ҳаракат тенгламаларидан кескин фарқ қилишини кўрсатади.
Плазманинг электр ўтказувчанлиги катта бўлган алоҳида суюқлик сифатида
каралгандаги ҳаракат қонунларини ўрганиш кўплаб юқори ҳароратли космик жисм
жараѐнларини ўрганишда катта аҳамиятга эга. Плазма хоссаларини тадқиқ қилиш жуда
катта амалий аҳамиятга эга, чунки плазмадан фойдаланиш ѐрдамида бошқарилувчи
термоядро реакцияларини амалга оширишнинг принципиал имкони очилган.
