Plasma (física)

De Wikipedia, la enciclopedia libre.
Saltar a navegación Saltar a búsqueda

En física y química , el plasma es un gas ionizado , formado por un conjunto de electrones e iones y globalmente neutro (cuya carga eléctrica total es cero). Como tal, el plasma se considera el cuarto estado de la materia , que por lo tanto se distingue de sólido , líquido y gaseoso , mientras que el término " ionizado " indica que una fracción significativamente grande de electrones ha sido despojada de sus respectivos átomos .

Fue identificado por Sir William Crookes en 1879 y nombrado "plasma" por Irving Langmuir en 1928 [1] . La investigación de Crookes llevó a la creación de los llamados tubos de Crookes , los antepasados ​​de los tubos de rayos catódicos y las lámparas de neón .

Al estar compuestos de partículas cargadas, los movimientos generales de las partículas de plasma se deben en gran medida a las fuerzas eléctricas de largo alcance que se crean continuamente y que, a su vez, tienden a mantener el plasma en su totalidad neutral; este hecho establece una diferencia importante con respecto a los gases ordinarios, en los que en cambio los movimientos de las partículas se deben a fuerzas que se extienden al máximo para unos pocos primeros vecinos [2] . Las cargas eléctricas libres hacen que el plasma sea un buen conductor de electricidad y que responda fuertemente a los campos electromagnéticos .

Mientras que en la Tierra la presencia de plasma es relativamente rara (a excepción de los rayos y las auroras boreales ), en el Universo constituye más del 99% de la materia conocida: de hecho, el Sol , las estrellas y las nebulosas se encuentran en forma de plasma. . Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la materia conocida representa solo un pequeño porcentaje, equivalente a aproximadamente el 5%, de todo el contenido de materia y energía del Universo, mientras que el 95% restante consiste en la llamada energía oscura y materia oscura . es decir, formas de energía y materia que no pueden detectarse directamente por sus emisiones electromagnéticas . Finalmente, otro ejemplo de plasma está representado por la capa de gas ionizado y extremadamente caliente que se forma en el escudo térmico de la nave espacial al volver a entrar a la atmósfera .

Historia de la física del plasma

Grabado de la época que reproduce el famoso experimento de Benjamin Franklin sobre la naturaleza eléctrica del rayo

El plasma se define a menudo como el "cuarto estado" de la materia: en este sentido, reproduce la idea de los cuatro elementos ( fuego , tierra , aire y agua ), que históricamente se remonta al filósofo griego Empédocles . Los primeros experimentos sobre plasmas, sin embargo, coinciden con los primeros descubrimientos sobre electromagnetismo . Los primeros descubrimientos sobre las propiedades de las descargas eléctricas en gases se remontan al legendario experimento de Benjamin Franklin , quien descubrió la naturaleza eléctrica del rayo : el 15 de junio de 1752 , en Filadelfia , utilizó una cometa como dispositivo, atada a la final de un alambre. de cáñamo . En el otro extremo colgó una llave y llevó la cometa cerca de las nubes durante una tormenta . Manteniendo el extremo de la llave a distancia con una cinta de seda para proteger sus manos, vio que la llave se movía debido a la acumulación de cargas eléctricas, y que podía cargar una botella de Leyden con ella (un tipo de experiencia que ya lo había realizado en sus estudios sobre electrostática ). [3]

Estudios más precisos coinciden con la creación de los primeros tubos de vacío, los tubos de Crookes , que Sir William Crookes empezó a estudiar en los años siguientes a 1870 modificando el prototipo creado por Heinrich Geissler , que se denomina tubo Geissler . Solo un tubo similar a este llevó a Röntgen al descubrimiento de los rayos X.

Sin embargo, los estudios sobre plasmas siguieron siendo una curiosidad: las excepciones fueron los estudios en profundidad de Nikola Tesla sobre descargas de plasma de RF [4] , en lámparas de plasma , en plasma frío para la producción de ozono [5] [6] [7] [8] y sobre plasmones [9] , y por Irving Langmuir , quien estudió en particular (en los años posteriores a 1920 ) la interacción de los plasmas con las paredes del recipiente en el que se formaron los plasmas: precisamente por estos estudios ganó el Premio Nobel en 1932 . En cambio, el interés sistemático por el estudio de los plasmas comienza a finales de los años cincuenta , cuando la Conferencia de Ginebra Átomos por la paz [10] marca el inicio de los estudios sobre la explotación pacífica de la fusión nuclear . Contemporáneo es el establecimiento del Organismo Internacional de Energía Atómica ( OIEA , 1957).

Por la misma época comienzan los primeros estudios sobre los efectos de un campo magnético sobre gases ionizados (por ejemplo, de la ionosfera ) realizados por el físico sueco Hannes Alfvén , que le llevarán a ganar el Premio Nobel en 1970 . Estos estudios conducirán a la explicación del mecanismo del cinturón de van Allen en términos de movimientos de iones y electrones .

Hoy en día, la física del plasma es un sector en auge, no solo en la fusión nuclear , sino también en aplicaciones industriales ( tratamiento de superficies , corte por plasma , pantallas de plasma ) y propulsión espacial .

Clasificación

Icono de lupa mgx2.svg El mismo tema en detalle: Ionización de gas .

La forma más sencilla de generar un plasma es aplicar un campo electromagnético suficientemente fuerte a una mezcla gaseosa. Existen varias clasificaciones que dependen de las condiciones operativas utilizadas para la generación de plasma. De hecho, existen distinciones según:

En cuanto a la presión, se distingue entre baja presión, media presión y presión atmosférica. En el primer caso, la mezcla gaseosa tiene una presión de menos de 10 mTorr (~ 1 Pa ), mientras que en el segundo caso el orden de magnitud es 10 0 Torr (~ 100 Pa). Un ejemplo típico de plasma de baja presión generado artificialmente son las lámparas de neón . El plasma a presión atmosférica (760 Torr o 101325 Pa) se utiliza industrialmente para la producción de ozono (O3) a partir de una corriente de oxígeno puro (O2). Se pueden utilizar diferentes tipos de fuentes: corriente continua (DC), corriente alterna con radiofrecuencias (3 kHz - 300 GHz), fuentes pulsadas y microondas . [11] Un parámetro importante que caracteriza al plasma es la temperatura del gas de fondo, es decir, la temperatura de la mezcla de moléculas neutras. De hecho, es posible distinguir entre plasma frío y plasma de alta temperatura. Un plasma 'frío' se caracteriza por temperaturas que varían entre la atmosférica y aproximadamente 1000 K, mientras que la temperatura de los electrones, que depende de la intensidad del campo electromagnético, es generalmente del orden de 10 4 K (10 0 -10 1 eV). Dada la gran diferencia entre los dos valores, esta situación a menudo se denomina " plasma no equilibrado ".

Otra característica del plasma es su grado de ionización. Se define como la relación entre la densidad de las moléculas ionizadas y la total. Se puede distinguir entre plasma débil, parcial o totalmente ionizado. Hay dos tipos principales de procesos de colisión: moléculas electrón-ion y electrón-neutral. Los primeros son generalmente más frecuentes debido a fuerzas electrostáticas ( fuerza de Coulomb ). En un plasma débil o parcialmente ionizado, los principales procesos de colisión involucran moléculas neutrales y electrones, mientras que un plasma completamente ionizado está dominado por colisiones entre iones y electrones. Para este último caso no es necesario que el grado de ionización sea unitario, pues incluso una mezcla que alcanza el valor del 0,01% puede considerarse completamente ionizada.

La electronegatividad de un plasma se define de forma similar al grado de ionización, es decir, como la relación entre la densidad de iones negativos y la densidad de electrones. La presencia de iones cargados negativamente dentro de una mezcla gaseosa es consecuencia de la predisposición de algunos átomos / moléculas a atraer electrones y "capturarlos" (unión). Para que un gas se considere electronegativo, la densidad de iones negativos debe ser aproximadamente 3 veces mayor que la de los electrones para mezclas a bajas presiones (300 para gases a presiones más altas). [12]

Se puede lograr una clasificación adicional sobre la base de la configuración geométrica de la instrumentación. Los electrodos para la generación de plasma pueden estar constituidos por ejemplo por dos placas planas paralelas, dos cilindros coaxiales, una placa plana y un electrodo cilíndrico perpendicular a ella.

Producción de un plasma

Enlace entre voltaje y corriente de una descarga eléctrica generada en neón entre dos placas planas separadas por 50 cm, a una presión de 1 torr
A: Descargas aleatorias generadas por rayos cósmicos
B: corriente de saturación
C: descarga de Townsend
P: descarga Townsend consistente
E: efecto corona (inestable)
F: descarga luminiscente (subnormal)
G: descarga de resplandor
H: descarga luminiscente (anormal)
I: transición de arco eléctrico
JK: arco eléctrico
Sección AD: secreción oscura ;
Sección FH: descarga luminiscente ;
Sección IK: descarga de arco ;

La ley de Paschen establece el vínculo entre el voltaje de " ruptura " para el que se forma el plasma y el producto entre la presión y la distancia de los electrodos. La curva tiene un mínimo que depende del gas presente. Por ejemplo, para ionizar gas argón en un tubo de un metro y medio de largo a una presión de 1 × 10 −2 mbar , aproximadamente 800 V.

Una mezcla gaseosa colocada entre las placas de un condensador se comporta como un aislante eléctrico . Aplicando un voltaje creciente a una placa, se llegará a la situación en un determinado punto en el que el gas cambia de comportamiento, abandonando la característica de aislante y comenzando a conducir cargas eléctricas. Este fenómeno se llama "avería". La corriente eléctrica que se genera en el gas en función del voltaje aplicado tiene un comportamiento complejo (mostrado en la figura al lado). Inicialmente, incluso con voltajes muy bajos, se generan pequeñas descargas aleatorias. Esto puede ser provocado por rayos cósmicos o por la presencia de microasperezas en las superficies de los capacitores que intensifican localmente el campo eléctrico. [11]

Al aumentar el voltaje aplicado, se observa un aumento en la corriente hasta que se alcanza un valor de saturación. Esta región (AD en la figura al lado) se llama "Descarga oscura". Un cierto número de electrones son emitidos desde la placa cargada del condensador y, moviéndose hacia la otra placa, chocan con las moléculas del gas dando lugar a algunas reacciones de ionización. Las descargas que se forman no pueden sostenerse por sí solas hasta que se alcanza el punto D del gráfico. En este régimen, se alcanza una condición de equilibrio: un electrón emitido por el electrodo es capaz de ionizar una molécula en promedio y el ion generado llega al electrodo emitiendo otro electrón. Al describir esta condición con más detalle, tenemos:

  1. Se emite un electrón del electrodo
  2. Este electrón, después de viajar una cierta distancia, chocará con una molécula generando un nuevo electrón y un ion. El número de electrones generados por el primer electrón para ionizaciones posteriores tendrá un carácter exponencial.
  3. Los iones generados por las reacciones de ionización tienen carga positiva y se mueven en dirección opuesta a los electrones.
  4. Cada ion que colisiona con el electrodo de partida tiene cierta probabilidad de emitir un nuevo electrón capaz de desencadenar otras reacciones de ionización (punto 2)

La formación de plasma va acompañada de la formación de luz: por eso se dice que la descarga pasa del régimen de descarga oscura al régimen de descarga luminiscente . Esta transición está marcada por una disminución en el voltaje aplicado a los extremos del tubo, ya que la formación de cargas libres (electrones e iones) reduce la resistencia eléctrica del gas.

Con el establecimiento de un régimen de "descarga luminiscente", ocurren una serie de diferentes procesos de colisión que conducen a la generación de una gran variedad de especies diferentes: iones, radicales y especies excitadas. Estos últimos en particular son especies neutrales que tienen configuraciones electrónicas de desequilibrio y poseen un contenido energético más alto que las especies neutrales correspondientes. Al encontrarse en una condición de desequilibrio, estas especies tenderán a volver a una condición de estabilidad. Luego, el exceso de energía se libera en forma de fotones a través de los siguientes fenómenos:

  • Radiación de frenado ( Bremsstrahlung ) de electrones emitidos o recapturados por un núcleo;
  • Radiación de fila por átomos neutros o parcialmente ionizados.

Si en este punto el voltaje a través del tubo aumenta aún más, la descarga pasa del régimen de " resplandor " al de arco : el brillo de la descarga aumenta nuevamente y el voltaje sufre otra caída brusca (como en la transición de la oscuridad descarga a la de descarga luminiscente ). Este régimen se caracteriza por altas corrientes electrónicas que se transfieren de un electrodo a otro con la formación de descargas continuas y visibles, llamadas arcos. Las colisiones entre electrones y moléculas a lo largo de un arco producen calor. El calentamiento generado hace que las descargas de arco se consideren plasmas térmicos, donde el gas se calienta hasta alcanzar altas temperaturas.

En resumen, en un tubo recto un gas ionizado, dependiendo del voltaje aplicado y la corriente presente en el gas, pasa por los siguientes regímenes:

  • descarga oscura
  • descarga luminosa
  • arco

Características

Casi neutralidad y la escaramuza de Debye

El término plasma se usa para un conjunto de partículas cargadas que permanecen neutrales en general . Esta es la definición comúnmente aceptada, aunque existen sistemas particulares llamados plasmas , que constan de una sola especie (por ejemplo, electrones, de ahí el nombre de plasmas electrónicos ).

La comparación que se utiliza a menudo es la de la gelatina rosa, que en su interior contiene partículas que son individualmente rojas y blancas, pero que el ojo percibe en su conjunto como rosas. Así como en la gelatina hay una distancia espacial mínima para la cual es posible ver las partículas rojas y blancas como separadas, en el plasma hay una escala espacial en la que los electrones y los iones se mueven independientemente: esta distancia mínima se llama longitud de Debye. .

Básicamente, dentro del plasma siempre se debe verificar que n e = ΣZ · n i , es decir, se debe respetar la condición de neutralidad de carga n e = n i , donde n e es la densidad de electrones y n i es la densidad de iones, Z el número atómico del ion. Para mantener esta condición, se forma un campo eléctrico dentro del plasma, llamado ambipolar , que tiende a ralentizar los electrones ya acelerar los iones [13] (básicamente, los electrones se difunden más rápido). Dentro del plasma se forma un campo eléctrico correspondiente a la energía potencial :

.

Como puede verse, el potencial es mayor cuanto mayor es la densidad de carga en el centro del plasma, n (0). Si la energía potencial excede la energía de agitación térmica, se produce una difusión ambipolar; si la energía potencial es menor que la energía cinética de las partículas, hay difusión libre. La relación de igualdad define la energía mínima que deben tener las partículas para moverse libremente: esta energía mínima también define la longitud mínima dentro de la cual las partículas pueden difundirse, es decir, la longitud de Debye :

.

donde k B es la constante de Boltzmann y T es la temperatura. Por tanto, podemos definir con mayor precisión un plasma como un sistema cuyas dimensiones son mucho mayores que la longitud de Debye , es decir , donde L es el tamaño típico del sistema. Sin embargo, para un gas ionizado es muy raro que sea , también porque esto daría lugar a densidades muy bajas (cabe señalar que la densidad de cargas aparece en denominador).

La longitud de Debye es la raíz de la relación entre la temperatura (en unidades de energía, como joule y electronvoltios ) y la densidad numérica :

        .

En plasmas de laboratorio, esta longitud es, por tanto, del orden de decenas de micrones .

Fenómenos colectivos

Por tanto, la longitud de Debye define una longitud mínima para el movimiento independiente de electrones e iones: dentro de una esfera de radio (llamada esfera de Debye ) pueden ocurrir procesos de partículas individuales. Fuera de la esfera de Debye, el comportamiento de los electrones y los iones está determinado por el campo eléctrico ambipolar, es decir, la parte de largo alcance del potencial electrostático . Básicamente, los electrones y los iones se mueven entre sí como si fueran un solo cuerpo.

Este fenómeno da lugar a los llamados movimientos colectivos . Las colisiones entre electrones e iones a través de la fuerza de Coulomb es un fenómeno colectivo en los plasmas, donde las interacciones de múltiples cuerpos dominan en comparación con las colisiones binarias (a diferencia de los gases neutros, donde las colisiones son esencialmente un fenómeno binario). Normalmente, la trayectoria libre media de las colisiones de Coulomb es mayor que la longitud de Debye.

Otro fenómeno colectivo importante lo forman las oscilaciones del plasma. Suponga una "rebanada" de electrones de sección moverse por una cantidad en la dirección ortogonal a . Se formará un campo eléctrico perpendicular a la superficie. :

.

Dónde está está determinada por la densidad de carga de electrones en la superficie:

.

Combinando las dos expresiones obtenemos que la fuerza neta que actúa sobre los electrones es:

.

Por tanto, la ley de la dinámica de los electrones se convierte en:

.

que es un movimiento armónico de pulsación

.

llamada frecuencia plasmática . Insertando las constantes físicas se obtiene el valor numérico [14] :

.

Ingresando un valor de densidad típico de un plasma de fusión [15] (por ejemplo, un Tokamak ), obtenemos que la frecuencia del plasma es del orden de 10 11 Hz, que es una frecuencia muy alta.

Por lo tanto, se deduce que el campo eléctrico debido a cualquier falta de homogeneidad de carga en un plasma se divide en una parte de corto alcance (las difusiones libres en la esfera de Debye) y una parte de largo alcance (fenómenos colectivos como la frecuencia del plasma). . Sin embargo, si estamos interesados ​​en fenómenos que ocurren en escalas espaciales más grandes que la esfera de Debye y en escalas de tiempo más lentas que la frecuencia del plasma, el plasma puede tratarse como un fluido neutro en el que los campos eléctricos (espontáneos) son cero .

Este es el enfoque seguido, por ejemplo, por la magnetohidrodinámica . En la mayoría de los plasmas, la longitud de Debye es lo suficientemente pequeña y la frecuencia del plasma lo suficientemente grande como para satisfacer esta condición sin ningún problema.

Órdenes de magnitud para plasmas

El rayo es un ejemplo de plasma que se encuentra en la Tierra. Los valores típicos de la descarga de un rayo son una corriente de 30.000 amperios , un voltaje de 100 millones de voltios y la emisión de luz y rayos X [16] . Las temperaturas del plasma en un rayo son tan altas como 28.000 kelvin, y las densidades de electrones pueden llegar a 10 24 / m³.

Por tanto, un plasma se caracteriza por algunas cantidades, entre las cuales algunas ( temperatura y densidad de partículas cargadas) son típicas de un fluido; otros, como la longitud de Debye y la frecuencia del plasma, son característicos del plasma como un conjunto de cargas en movimiento.

Los plasmas presentes en la naturaleza y en el laboratorio se caracterizan por una gran variedad en la magnitud de estos parámetros. La siguiente tabla [17] muestra los órdenes de magnitud para una serie de plasmas: recuerde que una temperatura de 1 eV corresponde a aproximadamente 11 600 kelvin , y que la densidad del aire es de aproximadamente 10 25 partículas por metro cúbico. Se reconoce de inmediato que la mayoría de los plasmas se caracterizan por altas temperaturas electrónicas: desde casi 30.000 grados de relámpago, hasta los millones de grados del núcleo solar y los experimentos de fusión termonuclear. Los plasmas interestelares, por otro lado, se caracterizan por densidades muy bajas (y por lo tanto, longitudes de Debye relativamente grandes).

Dado que en la expresión de la longitud de Debye aparece una relación de temperatura y densidad, esto no impide la producción de plasmas a temperatura ambiente: son los llamados plasmas fríos , para los cuales los iones están realmente a temperatura ambiente, pero los electrones tener una temperatura de unos pocos electronvoltios.

Plasma densidad
(m −3 )
temperatura
(eV)
dimensión
(metro)
largo
por Debye
(metro)
frecuencia
de plasma
(Hz)
gas
interestelar
10 6 0,01 10 19 0,7 10 4
viento
solar
10 7 10 10 11 7 3 × 10 4
corona
solar
10 12 10 2 10 7 0,07 10 7
interior
De sol
10 32 10 3 7 × 10 8 2 × 10 −11 10 17
plasma
termonuclear
10 20 10 4 10 7 × 10 −5 10 11
descargar
arqueado
10 20 1 0,1 7 × 10 −7 10 11
relámpago 10 24 2 10 3 10 −8 10 12
ionosfera 10 12 0,1 10 4 2 × 10 −3 10 7

Fenómenos disipativos

El plasma está formado por iones y electrones. La interacción a través de la fuerza de Coulomb entre estas especies conduce a colisiones (generalmente elásticas ), que son el origen de efectos disipativos. El primer efecto y el más importante es la aparición de resistividad . La presencia de colisiones tipo Coulomb introduce una resistividad, que, según la predicción teórica de Spitzer , viene dada por la relación [18] :

.

donde logΛ es una cantidad conocida como logaritmo de Coulomb , y es prácticamente constante para la mayoría de los plasmas de laboratorio, donde varía entre 10 y 20 en una amplia gama de parámetros. Z es el número atómico promedio de las especies iónicas presentes en el plasma (para un plasma de hidrógeno , Z = 1).

Al insertar los valores de un plasma de hidrógeno de interés de fusión (T e = 1000 eV), un valor de resistividad de 2 × 10 −8 Ω m , que es un valor típico para el cobre a temperatura ambiente. Por tanto, los plasmas son excelentes conductores de corriente, y esta propiedad es mucho mejor cuanto mayor es la temperatura (la temperatura aparece como denominador en la relación de Spitzer).

Plasmas en campos magnéticos

Icono de lupa mgx2.svg El mismo tema en detalle: Magnetohidrodinámica .

Un plasma, al ser un buen conductor de corriente, también es muy sensible a la aplicación de campos magnéticos . En realidad, dado que un plasma se forma a menudo por una descarga eléctrica dentro de un gas, el plasma se ve afectado por el campo magnético formado por la corriente que fluye a través de él. Por eso hablamos de un campo magnético autogenerado .

Las partículas cargadas en un campo magnético siguen una trayectoria helicoidal (también llamada movimiento de ciclotrón ) de acuerdo con la ecuación de Larmor , que define el radio de Larmor.

.

Dónde está es la velocidad de la partícula perpendicular al campo magnético, m es su masa, B es la fuerza del campo magnético y Ze es la carga del ion (para el electrón, Z = 1).

De la expresión del radio de Larmor se puede deducir que una partícula cargada en un campo magnético está destinada a recorrer una trayectoria que puede alejarse más de una cantidad. desde la línea del campo magnético. El movimiento del centro de la hélice se denomina movimiento del centro guía : los modelos matemáticos que describen el movimiento del plasma en términos del movimiento del centro guía se denominan códigos del centro guía [19] .

Los dispositivos de confinamiento magnético en la investigación de la fusión nuclear también se basan en esta propiedad.

La presencia de un campo magnético, sin embargo, introduce una complicación adicional, ya que separa la dirección paralela al campo (en la que hay una rápida termalización de las partículas) de la dirección perpendicular. Por tanto, un plasma en un campo magnético es un medio muy anisotrópico .

La presencia del campo magnético también subdivide los plasmas según su comportamiento magnético, es decir, en plasmas diamagnéticos y paramagnéticos . Incluso si el comportamiento más común de un buen conductor es ser diamagnético, existen numerosos ejemplos de plasmas paramagnéticos, en los que el campo magnético externo aumenta y persiste durante mucho tiempo. Estos fenómenos se denominan fenómenos de dínamo , en analogía con el dínamo en la ingeniería eléctrica .

Un enfoque totalmente diferente al problema de los movimientos de un plasma en un campo magnético lo proporciona la magnetohidrodinámica o MHD [20] , donde el movimiento de partículas en un campo electromagnético se resuelve a partir de la integración de las ecuaciones de Navier-Stokes con la Ecuaciones de Maxwell . A pesar de la aparente simplificación (en lugar de seguir el movimiento de una enorme cantidad de partículas, se sigue la evolución de la velocidad del fluido del plasma, que es un campo tridimensional), MHD se presta para describir una gran cantidad de fenómenos plasmáticos. , como la aparición de inestabilidades, filamentos y chorros [21] .

Riassunto: gas neutro contro plasma

Come detto sopra, un plasma è il quarto stato della materia . Cosa lo distingue, per esempio, da un gas , a cui dovrebbe tutto sommato assomigliare molto? Le differenze sono elencate nella tabella seguente:

Proprietà Gas Plasma
Conducibilità elettrica Molto bassa
Molto alta
  • Per molti scopi, il campo elettrico in un plasma può essere considerato come nullo (a parte il campo elettrico ambipolare). Quando una corrente fluisce nel plasma, c'è una caduta di potenziale (anche se piccola); gradienti di densità sono associati a un campo elettrico.
  • La possibilità di condurre corrente elettrica fa sì che il plasma risponda molto bene a campi magnetici, formando una varietà enorme di fenomeni, come filamenti , jets , e strutture coerenti .
  • Fenomeni collettivi sono molto comuni, perché il campo elettromagnetico è un'interazione a lungo raggio.
Specie indipendenti Una Due o più
Elettroni, ioni, e atomi neutri possono essere distinti in base alla loro velocità e temperatura. L'interazione fra queste specie porta a fenomeni dissipativi ( viscosità , resistività ) e all'insorgere di onde e instabilità.
Distribuzione di velocità Maxwell Può essere non- Maxwelliana
Mentre le collisioni tendono a portare a una distribuzione di equilibrio Maxwelliana, i campi elettrici possono influenzare le velocità delle particelle differentemente, dando origine a fenomeni come gli elettroni runaway .
Interazioni Binarie
Collisioni a due corpi sono la norma.
Collettive
Ogni particella interagisce contemporaneamente con molte particelle. Le interazioni collettive sono più importanti di quelle binarie.

Note

  1. ^ ( EN ) GL Rogoff, Ed., IEEE Transactions on Plasma Science , vol. 19, dicembre 1991, p. 989 (archiviato dall' url originale il 20 aprile 2006) .
  2. ^ ( EN ) R. Goldston e PH Rutherford, Introduction to plasma physics , Filadelfia, Institute of Physics Publishing, 1995, p. 2, ISBN 0-7503-0183-X .
  3. ^ ( EN ) Sito del Franklin Institute Science Museum , su fi.edu . URL consultato il 18 aprile 2007 (archiviato dall' url originale il 2 maggio 2007) .
  4. ^ Zoran Lj. Petrovic, The Contribution of Nikola Tesla to Plasma Physics and Current Status of Plasmas that He Studied ( PDF ), su journal.ftn.kg.ac.rs .
  5. ^ What materials are O3 resistant & what type of O3 generators are there? , su o3center.org (archiviato dall' url originale il 23 maggio 2015) .
  6. ^ O3Elite Ozone Generator - The Leader in Ozone Therapy , su www.o3elite.com . URL consultato il 14 maggio 2015 .
  7. ^ Plasmafire Intl - Steam Saunas and Cold Plasma Ozone Generators , su www.plasmafire.com . URL consultato il 14 maggio 2015 (archiviato dall' url originale il 19 aprile 2015) .
  8. ^ Ozone Generator , su www.oawhealth.com . URL consultato il 14 maggio 2015 .
  9. ^ Gary Peterson, Pursuing Tesla's Vision ( PDF ), su teslaradio.com .
  10. ^ ( EN ) Nazioni Unite , Peaceful uses of atomic energy (Proc. Int. Conf. Geneva, 1955) , vol. 16, New York, ONU , 1956, p. 35.
  11. ^ a b N St J Braithwaite, Introduction to gas discharges , in Plasma Sources Science and Technology , vol. 9, n. 4, 1º novembre 2000, pp. 517–527, DOI :10.1088/0963-0252/9/4/307 .
  12. ^ RN Franklin, Electronegative plasmas why are they so different? , in Plasma Sources Science and Technology , vol. 11, 3A, 1º agosto 2002, pp. A31–A37, DOI : 10.1088/0963-0252/11/3A/304 .
  13. ^ R. Goldston e PH Rutherford , p.15 .
  14. ^ ( EN ) TJM Boyd e JJ Sanderson,The Physics of Plasmas , 1ª ed., Cambridge University Press , 2003, p. 11 , ISBN 0-521-45912-5 .
  15. ^ ( EN ) Weston Stacey, Fusion Plasma Physics , Wiley VCH Verlag, 2005, ISBN 978-3-527-40586-2 .
  16. ^ ( EN ) Flashes in the Sky: Earth's Gamma-Ray Bursts Triggered by Lightning , su nasa.gov .
  17. ^ TJM Boyd e JJ Sanderson , p.12 .
  18. ^ R. Goldston e PH Rutherford , p.177 .
  19. ^ ( EN ) RB White, The theory of toroidally confined plasmas , 2ª ed., Imperial College Press, 30 aprile 2006, ISBN 1-86094-639-9 .
  20. ^ ( EN ) JP Freidberg, Ideal Magnetohydrodynamics , New York, Plenum Press, 1987.
  21. ^ Dieter Biskamp, Nonlinear Magnetohydrodynamics , Cambridge, Cambridge University Press , 1997, ISBN 0-521-59918-0 .

Voci correlate

Altri progetti

Collegamenti esterni

Controllo di autorità Thesaurus BNCF 5918 · Europeana agent/base/33720 · LCCN ( EN ) sh85103050 · GND ( DE ) 4046249-3 · BNF ( FR ) cb119376971 (data) · NDL ( EN , JA ) 00569207