Plazma ve Özellikleri
Plazma ve Özellikleri
Bir miktar buzu bir kaba koyup yeteri kadar ısıttığımızı düşünelim. Buz, olağan koşullarda 0oC’ta erimeye başlar. Oluşan su 100 oC ‘ta buhar olur. Eğer su buharı kapalı bir kaba konulup sıcaklığı 100.000 oC’a çıkarılırsa su molekülleri iyonlaşmaya başlar, buharın içi serbest elektron ve iyon bulutlarıyla dolar. Böylece su buharı plazmaya dönüşür. Ve ışık da yayabilir. Bunun gibi serbest elektronların, iyonların, fotonların (yani ışık taneciklerinin) ve nötr gaz moleküllerinin karışımından oluşan bulutlar plazma olarak adlandırılır. Ancak bu şekilde her tanecik karışımı plazma olamayabilir. Plazma olması için serbest elektronların ve iyonların birim hacimdeki sayısının yani yüklü tanecik yoğunluğunun belli bir değerden aşağı olmaması gerekir.
Plazmalar aslında gazdır fakat özellikleri bildiğimiz gazlarınkinden çok farklı olduğu için bu durum maddenin dördüncü hali olarak kabul edilir.
Plazmaların en belirgin özellikleri söyle sıralanabilir:
1. Kütlesinin çoğunluğu serbest yüklü parçacıklar oluşturmasına karşın plazmalar dışarıya karsı yüksüzmüş gibi davranır. Çünkü plazma içindeki eksi işaretli yüklerin miktar, artı yüklerin miktarına eşittir. Bu özellikler nedeniyle plazmalar opaktır yani ışığı geçirmez, dağıtır.
2. Plazmalar, yüklü parçacıklardan oluştukları için elektrik ve manyetik alanlardan etkilenir.
3. Yapılarındaki yoğun serbest yüklü parçacıklar nedeniyle plazmalar iyi bir ısı ve elektrik iletkenidir. Plazmalar, metaller içinde en iyi iletken olarak bilenen gümüşün iletkenliğinin 102 katından bile daha büyük bir iletkenliğe sahiptir.
4. Plazmalar şekil-1 gibi bulundukları kabı doldurmadan bulut şeklinde kümelenirler oysaki gazlar kabı tümüyle doldurur.
5. Plazma ortamında gerçekleşen kimyasal tepkimeler olağan gaz ortamında gerçekleşen kimyasal tepkimelerden çok daha hızlıdır.
6. Bir plazmanın herhangi bir yerinde bir değişiklik oluşturulursa bu değişiklik plazma içinde her yöne ışık hızıyla yayılır. Oysa bir gaz kütlesinin içinde oluşturulan değişiklik her yöne ancak ses hızıyla yayılır. Bir başka değişle enerji plazma tanecikleri arasında ışık hızıyla taşınırken gazlarda bu taşınma ses hızıyla gerçekleşir.
Bir miktar buzu bir kaba koyup yeteri kadar ısıttığımızı düşünelim. Buz, olağan koşullarda 0oC’ta erimeye başlar. Oluşan su 100 oC ‘ta buhar olur. Eğer su buharı kapalı bir kaba konulup sıcaklığı 100.000 oC’a çıkarılırsa su molekülleri iyonlaşmaya başlar, buharın içi serbest elektron ve iyon bulutlarıyla dolar. Böylece su buharı plazmaya dönüşür. Ve ışık da yayabilir. Bunun gibi serbest elektronların, iyonların, fotonların (yani ışık taneciklerinin) ve nötr gaz moleküllerinin karışımından oluşan bulutlar plazma olarak adlandırılır. Ancak bu şekilde her tanecik karışımı plazma olamayabilir. Plazma olması için serbest elektronların ve iyonların birim hacimdeki sayısının yani yüklü tanecik yoğunluğunun belli bir değerden aşağı olmaması gerekir.
Plazmalar aslında gazdır fakat özellikleri bildiğimiz gazlarınkinden çok farklı olduğu için bu durum maddenin dördüncü hali olarak kabul edilir.
Plazmaların en belirgin özellikleri söyle sıralanabilir:
1. Kütlesinin çoğunluğu serbest yüklü parçacıklar oluşturmasına karşın plazmalar dışarıya karsı yüksüzmüş gibi davranır. Çünkü plazma içindeki eksi işaretli yüklerin miktar, artı yüklerin miktarına eşittir. Bu özellikler nedeniyle plazmalar opaktır yani ışığı geçirmez, dağıtır.
2. Plazmalar, yüklü parçacıklardan oluştukları için elektrik ve manyetik alanlardan etkilenir.
3. Yapılarındaki yoğun serbest yüklü parçacıklar nedeniyle plazmalar iyi bir ısı ve elektrik iletkenidir. Plazmalar, metaller içinde en iyi iletken olarak bilenen gümüşün iletkenliğinin 102 katından bile daha büyük bir iletkenliğe sahiptir.
4. Plazmalar şekil-1 gibi bulundukları kabı doldurmadan bulut şeklinde kümelenirler oysaki gazlar kabı tümüyle doldurur.
5. Plazma ortamında gerçekleşen kimyasal tepkimeler olağan gaz ortamında gerçekleşen kimyasal tepkimelerden çok daha hızlıdır.
6. Bir plazmanın herhangi bir yerinde bir değişiklik oluşturulursa bu değişiklik plazma içinde her yöne ışık hızıyla yayılır. Oysa bir gaz kütlesinin içinde oluşturulan değişiklik her yöne ancak ses hızıyla yayılır. Bir başka değişle enerji plazma tanecikleri arasında ışık hızıyla taşınırken gazlarda bu taşınma ses hızıyla gerçekleşir.