Свойства на плазмата - Физика
2.3 Плазмени свойства.
След като студентите чуят словесното определение на понятието "плазма" и по някакъв начин, чрез проучване - дискусия, те възприемат това понятие, е време да започнат да го допълват и обобщават. Това може да стане чрез показване на свойствата на плазмата.
Плазмата има редица специфични свойства, сто ви позволява да я разглеждате като специално четвърто състояние на материята.
Поради високата си подвижност заредените плазмени частици се движат лесно под въздействието на електрическо и магнитно поле. Следователно, всяко нарушение на електрическата неутралност на отделните области на плазмата, причинено от натрупването на частици с един и същ знак на заряд, бързо се елиминира. Получените електрически полета преместват заредени частици, докато електрическата неутралност бъде възстановена и електрическото поле изчезне.
За разлика от неутралния газ, между молекулите на който има сили с малък обсег, кулоновските сили действат между заредените плазмени частици, които намаляват относително бавно с разстояние. Всяка частица взаимодейства наведнъж с много околни частици. Поради това, заедно с хаотичното топлинно движение, плазмените частици могат да участват в различни подредени (колективни) движения. Трептенията и вълните лесно се възбуждат в плазмата.
Плазмата има висока проводимост, която се увеличава с увеличаване на йонизацията. При много високи температури една напълно йонизирана плазма се приближава към свръхпроводниците по своята проводимост.
2.4 Приложения за плазма.
Сега, когато учениците знаят какво е плазмата, нейните свойства и присъствие в природата и космоса, можем да говорим за използването на плазмата в живота. Това, в абстрактна форма и под ръководството на учител, може да се направи от един от учениците. И за начало можете да дадете възможност на децата да мислят и да дават своите примери за използването на плазма.
Плазмата се използва широко в различни области на науката и техниката: високотемпературна плазма от деутерий и тритий, както и изотопът на хелий - основният обект на изследване при контролиран термоядрен синтез. Нискотемпературната плазма се използва в газоразрядни източници на светлина, газови лазери и плазмени дисплеи, в термични преобразуватели на топлинна енергия в електрическа енергия и в магнитохидродинамични генератори.
Ако MHD генераторът е „обърнат“, тогава се формира плазмен двигател, което е много обещаващо за дългосрочни космически полети. Плазматроните, които създават струи от плътна нискотемпературна плазма, се използват в различни области на техниката. По-специално, те се използват за рязане и заваряване на метали и нанасяне на покрития. В плазмената химия нискотемпературната плазма се използва за получаване на някои химични съединения, които не могат да бъдат получени по друг начин. В допълнение, високата температура на плазмата осигурява висока скорост на химични реакции. Твърдото състояние на плазмата е специална глава в развитието и най-широкото приложение на физиката на плазмата. Понастоящем няма клон на физиката, в който физиката на плазмата да не играе забележима роля.
В края на презентацията, за да консолидирате темата, можете да слушате доклади и резюмета по темата, подготвени предварително от учениците.
Представянето на темата може да бъде завършено с демонстрация на филма „Плазма - четвъртото състояние на материята“.
3. Перспективи за изследване на плазмата в училищния курс.
Възможни начини за изследване на плазмата.
Както споменах по-рано, количеството на преподаваните материали по темата „Плазма“ е изключително малко, дори в сравнение със същия материал в чужбина. Например в Оксфордското училище има малка изследователска лаборатория за изследване на плазмата и нейните свойства, където учениците самостоятелно провеждат експерименти, се занимават с моделиране по тази тема. В процеса на представяне се използват широко компютърните технологии, поне за същия контрол върху процесите в хода на лабораторните изследвания. Освен това някои училища в САЩ и Англия са свързани с изследователски институти и получават информация от тях.
Вярвам, че темата „Физика на плазмата“, изложена по-задълбочено, в рамките на специален курс по физика, ще представлява голям интерес за студентите и ще бъде полезна за овладяването на други теми от курса, като „Физика на Атомно ядро "и последващо обучение в технически университети.