Էջ:Հայկական Սովետական Հանրագիտարան (Soviet Armenian Encyclopedia) 9.djvu/312

Վիքիդարանից՝ ազատ գրադարանից
Jump to navigation Jump to search
Այս էջը սրբագրված է


վենտրալ) կաոուցվածք։ Աճման ուղղության շեղման անկյունը բացարձակ հաստատուն մեծություն չէ U կարող է փոխվել կախված միջավայրի պայմաններից։

ՊԼԱԶՄԱ, պլասմա (< հուն․ пааха քանդակած, ձևավորած), մասնակիորեն կամ լրիվ իոնացած գազ, որում դրական և բացասական լիցքերի խտությունները գործնականում հավասար են։ Տերմինը մուծել են ամերիկացի գիտնականներ Ի․ Լենգմյուրը (I․ Langmuir) և Լ․ Թոնքսը (L․ Tonks) 1923-ին։ Նյութի պլազմային հատկություններ նկարագրել է է Լ․ Ռելեյը դեռևս 1906-ին՝ ատոմի թոմսոնյան մոդելն ուսումնասիրելիս։ Տեսանելի տիեզերքի գերակշռող մասը՝ աստղերը, դրանց մթնոլորտները, գալակտիկական միգամածությունները, արեգակնային քամին, Երկրի ճառագայթային գոտիները, իոնոլորտը ևն, գտնվում է պլազմային վիճակում։ Երկրամերձ Պ–ում ընթացող պրոցեսներով են պայմանավորված բևեռափայլը, մագնիսական փոթորիկները, էլեկտրամագնիսական ճառագայթների անդրադարձումը իոնոլորտից հեռավոր կապի դեպքում են։ Լաբորատոր պայմաններում և արդյունաբերության մեջ Պ․ ստացվում է էլեկտրական պարպումներում (աղեղային, կայծային, մարմրող), այրման և պայթյունի պրոցեսներում, գազապարպումային լամպերում, պլազմային արագացուցիչներում, պլազմային գեներատորներում ևն։ Բոլոր նյութերը բարձր ջերմաստիճանում անցնում են պլազմային վիճակի։ Պինդ, հեղուկ և գազային վիճակներում նյութի մասնիկները (ատոմներ և մոլեկուլներ) էլեկտրաչեզոք են և միմյանց հետ փոխազդում են միայն բախումների ժամանակ։ Պ–ում, բացի էլեկտրաչեզոք մասնիկներից, կան նաև ազատ էլեկտրոններ և իոններ, որոնք միմյանց հետ փոխազդում են հեռավորության հետ շատ դանդաղ նվազող կուլոնյան ուժով։ Այսպիսի հեռազդող փոխազդեցությունը Պ–ում մասնիկների կոլեկտիվ շարժման պատճառ է։ Պինդ մարմնում մասնիկն ունի փոքր արագություն և կատարում է տատանողական շարժում իր կայուն հավասարակշռության դիրքի շուրջը։ Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ (հեղուկ վիճակ) մասնիկի կինետիկ էներգիան բավարարում է հաղթահարելու պոտենցիալ արգելքները, և այն հաճախ փոխում է տատանման կենտրոնը։ Գազում մասնիկը մի բախումից մինչև մյուսը շարժվում է ուղղագիծ և հավասարաչափ։ Ջերմաստիճանի հետագա բարձրացման հետ մասնիկները բախումների ժամանակ իոնանում են, և սկսում է գործել դրանց փոխազդեցության կուլոնյան ուժը։ Այս վիճակում մասնիկների հետագծերն ունեն շատ բարդ կորագիծ տեսք։ Ֆազային անցումների վերաբերյալ նման դատողությունների հիման վրա Պ․ հաճախ համարում են նյութի չորրորդ ագրեգատային վիճակ, սակայն իրականում այն նյութի նոր ագրեգատային վիճակ չէ։

Պ․ կազմող տարբեր տեսակի մասնիկների էներգիաները կարող են տարբերվել։ Այդպիսի Պ․ կոչվում է ոչ իզոթերմ, և դրա յուրաքանչյուր բաղադրիչը բնութագրվում է իր ջերմաստիճանով (Ti) և խտությամբ (ու)։ Այն դեպքում, երբ բոլոր բաղադրիչների ջերմաստիճանները համընկնում են, Պ․ կոչվում է իգոթերմ։ T< 10 К դեպքում Պ․ ընդունված է համարել ցածրջերմաստիճանային կամ «սառը», իսկ ТЮ6 К դեպքում՝ բարձրջերմաստիճանային։

Ազատ վիճակում գտնվող Պ–ում մասնիկները կատարում են ինչպես անկանոն ջերմային, այնպես էլ կանոնավոր տատանողական շարժում։ Տարածության փոքր տիրույթներում այդպիսի շարժման հետևանքով կարող են կուտակվել միևնույն նշանի լիցքեր՝ խախտելով էլեկտրաչեզոքությունը։ Այդ պատճառով Պ․ ընդհանրապես համարում են ոչ թե չեզոք, այլ քվազիչեզոք միջավայր։ Քվազիչեզոքության պայմանն արտահայտվում է eini=0 առնչությամբ, որտեղ ei-ն i-րդ տեսակի լիցքի մեծությունն է։ Որքան բարձր լինի Պ–ի ջերմաստիճանը և, հետևաբար, մեծ՝ մասնիկների կինետիկ էներգիան, այնքան դրական և բացասական լիցքերը կարող են ավելի հեռանալ միմյանցից։ Այդ հեռավորությունը կմեծանա նաև խտության փոքրացման դեպքում։ Այս երևույթի շնորհիվ յուրաքանչյուր մասնիկ Պ–ում շրջապատվում է հակառակ նշանի մասնիկներով, որոնք խիստ փոքրացնում են լիցքի էլեկտրական դաշտը այդ հեռավորություններից դուրս․ Փ= -1 exp (– –), որտեղ T>=Y8–^1 և կոչվում է Դեբայի շառավիդ (k-ն Բուցմանի հաստատունն է)։ Դեբայի շառավիղը, որն առաջին անգամ մուծվել է էլեկտրոլիտների տեսության մեջ, Պ–ի կարևորագույն պարամետրերից մեկն է։ Դրա օգնությամբ կարելի է ձևակերպել Պ–ի ավելի խիստ սահմանումը․ Պ․ չեզոք և լիցքավորված մասնիկներից կազմված այն համակարգն է, որի Դեբայի շառավիղը փոքր է իր չափերից։

Պ–ում միմյանցից բաժանված տարբեր նշանի մասնիկները կուլոնյան ուժի շնորհիվ պարբերաբար մոտենում են միմյանց, և առաջանում է տատանողական շարժում։ Այդ տատանումների (պլազմային տատան ու մներ) պարբերությունը հավասար է այն ժամանակին, որի ընթացքում մասնիկը քաոսային շարժման միջին արագությամբ անցնում է Դեբայի շառավղին հավասար ճանապարհ և ետ վերադառնում։ Իզոթերմ Պ–ում այդ տատանումների հաճախականությունն արտահայտվում է €0լ=1/ 4лпе առնչությամբ և կոչվում էպլազմային հաճախականություն կամ լենգմյուրյան հաճախականություն։ Չափելով օօլ–ն, կարեյի է որոշել էլեկտրոնների խտությունը Պ–ում։ Ոչ իզոթերմ Պ–ում գոյություն ունի նաև տատանողական մի այլ շարժում, որը կոչվում էիոնային ձայն, այս դեպքում ծանր իոնները տատանվում են անշարժ համարվող էլեկտրոնների շուրջը։

Բնության մեջ հանդիպող և լաբորատոր պայմաններում ստացվող Պ–ի պարամետրերը փոփոխվում են շատ լայն տիրույթում։ Ըստ Դեբայի շառավղի և պլազմային հաճախականության արժեքների՝ տարբերում են խիտ և նոսր, դասական և քվանտային, իդեալական և ոչ իդեալական Պ–ներ են։

Արտաքին էլեկտրամագնիսական դաշտում գտնվող Պ․ էապես տարբերվում է գազից։ Եթե այդ դաշտի հաճախականությունը փոքր է պլազմային հաճախականությունից, ապա այն չի կարողանում թափանցել Պ–ի ներսը և անդրադառնում է։ Պ․ բևեռանում է և իր ներսում ստեղծված էլեկտրական դաշտով ւրիվ համակշռում արտաքին դաշտը։ Պ–ի վարքն ավելի է բարդանում հաստատուն ուժեղ մագնիսական դաշտում։ Այդպիսի Պ–ում (մագնիսաակտիվ Պ․) մասնիկները կատարում են պարուրագծային շարժում ցիկչոարոնային հաճախականությամբ, քանի որ մագնիսական դաշտը խանգարում է մասնիկներին շարժվել ուժագծերին ուղղահայաց։ Այս մեխանիզմի վրա է հիմնված մագնիսական հայելիների, թակարդների, ոսպնյակների և այլ սարքերի աշխատանքը։

Պ–ի ուսումնասիրման կարևոր ուղղություններից է մագնիսական դաշտերի այնպիսի կոնֆիգուրացիաների ստեղծումը, որոնցում հնարավոր լինի ստանալ մագնիսական անոթ՝ բարձրջերմաստիճանային Պ․ ջերմամեկուսացնելու համար։ Կառավարվող ջերմամիջուկային՞ սինթեզի իրականացման նպատակով պատրաստված բազմաթիվ սարքերից առավել խոստումնալից են ստելառատորը, պլազմային կիզակետը և տոկամակը։

Պ–ի ցրվելու հակումը և այն պահպանելու դժվարությունները պայմանավորված են մագնիսաակտիվ Պ–ում առկա բազմաթիվ տատանումներով (լենգմյուրյան, իոնաձայնային, ցիկլոտրոնային, ալվենյան, արագ և դանդաղ մագնիսաձայնային, սոլիտոններ, հարվածային, դրեյֆային, ոչ գծային ալիքներ ևն) և անկայունություններով։ Տատանումների և անկայունությունների այսպիսի բազմազանությունը Պ․ դարձնում է ճառագայթող օբյեկտ հաճախականությունների շատ լայն տիրույթում (ռեկոմբինացիոն, արգելակման, մազնիսաարգելակման, հակադարձ Քոմփթոնի էֆեկտի տիպի, ռենտգենյան, նեյտրոնային, գամմա ճառագայթում են)։ Ճառագայթումն ինֆորմացիա է տալիս Պ–ի բոլոր պարամետրերի մասին և ընկած է դրա հետազոտման նուրբ մեթոդների հիմքում։

Պ․ ոչ միայն գիտական հետազոտությունների առարկա է, այլև լայնորեն կիրառվում է արտադրության և տեխնիկայի ամենատարբեր բնագավառներում։ Բարձր ջերմաստիճանային Պ․ էական նշանակություն ունի կառավարվող ջերմամիջուկային սինթեզի իրականացման համար։ Ցածրջերմաստիճանային Պ․ լայնորեն օգտագործվում է լույսի գազապարպումային աղբյուրներում, գազային և պլազմային լազերներում, սքւազմաարոններում, պլազմային շարժիչներում են։ Պլազմաքիմիայում ցածրջերմաստիճանային Պ․ օգտագործում են քիմ․ որոշ միացությունների (օրինակ, իներտ գազերի և հալոգենիդների) ստացման համար։