أي شخص أخذ العلوم الابتدائية في المدرسة الابتدائية يتذكر الدرس حول الحالات الثلاث للمادة ، أليس كذلك؟ كان هذا هو الذي قيل لنا أن المادة تأتي في ثلاثة أشكال أساسية: السائل ، الصلب والغاز. يعمل هذا مع الجدول الدوري للعناصر ويمكن توسيعه ليشمل أي مركب تقريبًا. ربما باستثناء الكريمة المخفوقة (يستمر هذا المركب الملعون في تحدي المحاولات كتصنيف!) ولكن ماذا لو كانت هناك حالة رابعة للمادة؟ يحدث عندما تحتوي حالة مادة مشابهة للغاز على جزء كبير من الجسيمات المتأينة وتولد مجالها المغناطيسي الخاص. يطلق عليه البلازما ، ويصادف أنه النوع الأكثر شيوعًا من المادة ، حيث يضم أكثر من تسعة وتسعين بالمائة من المادة في الكون المرئي والذي يتخلل النظام الشمسي والبيئات بين النجوم وبين المجرات.
الفرضية الأساسية وراء البلازما هي أن تسخين الغاز ينفصل عن روابطه الجزيئية ، مما يجعله في ذراته المكونة. يؤدي المزيد من التسخين إلى التأين (فقدان الإلكترونات) ، مما يحوله إلى بلازما. وبالتالي يتم تعريف هذه البلازما بوجود جسيمات مشحونة ، أيونات موجبة وإلكترونات سالبة ، ووجود عدد كبير من الجسيمات المشحونة يجعل البلازما موصلة كهربائيًا بحيث تستجيب بقوة للمجالات الكهرومغناطيسية. وبالتالي ، فإن البلازما لها خصائص مختلفة تمامًا عن تلك الخاصة بالمواد الصلبة أو السائلة أو الغازات وتعتبر حالة مميزة للمادة. مثل الغاز ، لا تحتوي البلازما على شكل محدد أو حجم محدد ما لم يتم وضعها في حاوية. ولكن على عكس الغاز ، تحت تأثير المجال المغناطيسي ، قد يشكل هياكل مثل الخيوط والحزم والطبقات المزدوجة. ولهذا السبب بالتحديد تستخدم البلازما في صناعة الإلكترونيات ، مثل أجهزة التلفاز البلازمية وإشارات النيون.
تم اكتشاف وجود البلازما لأول مرة بواسطة السير ويليام كروكس في عام 1879 باستخدام تجميع يعرف اليوم باسم "أنبوب كروكس" ، وهو أنبوب تفريغ كهربائي تجريبي يتأين فيه الهواء عن طريق تطبيق جهد عالي من خلال ملف جهد. في ذلك الوقت ، وصفها بأنها "مادة مشعة" بسبب جودتها المضيئة. سيدي ج. حدد طومسون ، عالم فيزياء بريطاني ، طبيعة المادة في عام 1897 ، بفضل اكتشافه للإلكترونات وتجارب عديدة باستخدام أنابيب أشعة الكاثود. ومع ذلك ، لم يكن حتى عام 1928 أن مصطلح "البلازما" صاغه ايرفينغ لانجموير ، الكيميائي والفيزيائي الأمريكي ، الذي تم تذكيره على ما يبدو بلازما الدم.
كما ذكرنا من قبل ، فإن البلازما هي إلى حد بعيد المرحلة الأكثر شيوعًا للمادة في الكون. جميع النجوم مصنوعة من البلازما ، وحتى الفراغ بين النجوم مليء بالبلازما ، وإن كان متفرقًا جدًا.
لقد كتبنا العديد من المقالات حول البلازما لمجلة الفضاء. إليك مقال عن محرك البلازما ، وإليك مقال عن حالات المادة.
إذا كنت تريد المزيد من المعلومات حول البلازما ، فراجع هذه المقالات من Chem4Kids و NASA Science.
لقد سجلنا أيضًا حلقة من فريق علم الفلك حول الشمس. استمع هنا ، الحلقة 30: الشمس ، البقع وجميع.
مصادر:
http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_٪28physics٪29
http://en.wikipedia.org/wiki/Crookes_tube
http://en.wikipedia.org/wiki/Charge_carrier
http://en.wikipedia.org/wiki/J._J._Thomson
http://en.wikipedia.org/wiki/Irving_Langmuir
http://www.plasmas.org/basics.htm
http://www.plasmas.org/what-are-plasmas.htm
