درس المــــــادة و حـــــــالاتها الســــــت " البلازمـــــــا "

¤||¤ الســـــــ عليكم ورحمــــ الله ـــــة وبركاته ـــــــلام ¤||¤

.*.حالــــةالبلازما(الحالةالرابعة).*.

هل فكرت يوما ما ما هي حالة الشمس , النجوم

وإذا كنت تقرأ هذا المقال تحت ضوء مصباح فلورسنت فما مصدر هذا الضوء

فمعظم المواد فى الطبيعة توجد فى ثلاث حالات هى، الحالة الصلبة والحالة السائلة والحالة الغازية ويمكن تحويل المادة من حالة إلى اخرى اما بتغيير درجة الحرارة أو الضغط، وفى كل هذه الحالات تكون ذرات المادة محتفظة بالكتروناتها مرتبطة بها بقوى تجاذب كهربية. ولكن هناك حالة رابعة للمادة وهى تكون على صورة غاز ولكن هذا الغاز يحتوى على خليط من أعداد متساوية من الايونات موجبة الشحنة والكترونات سالبة. هذا الخليط يسمى بالغاز المتأين أو البلازما Plasma .

فما البلازمـــــــــــــــــــــا : –

يمكن تعريف البلازما بأنه غاز متأين أو خليط يحتوي على جسيمات مشحونة بالإضافة الى إالكترونات وجسيمات متعادلة جميعها حرة الحركة , بحيث تسلك سلوكاً مميزاً لها يختلف عن حالات المادة الثلاث الأخرى . وتوجد هذه الحالة عادة مع درجات الحرارة العالية جداً ، حيث يمكن أن تتأين ذرات الغاز مكونة أيونات موجبة ” كاتيونات ” عن طريق فقدان إلكترون أو أكثر لكل ذرة . بحيث تكون المحصلة النهائية خليطاً من الأيونات الموجبة والالكترونات حرة الحركة .

يتبع —

…

” سير وليام كروكس ”

اول من كشف وجود هذه الحالة المميزة للمادة هو الفيزيائي سير وليام كروكس عام 1879

[VIDEO=http://www.up.univ-mrs.fr/~laugierj/Crookes/Movie100.mov]WIDTH=200 HEIGHT=200[/VIDEO]

.*.*.*.*.*.

” الدكتور ايرفين “

ثم عرف مصطلح البلازما أو مرة عن طريق الدكتور ايرفين عام 1929

أين توجد البلازما؟

تشكل البلازما 99% من المادة المكونة للكون .وللبلازما أمثلة كثيرة في الطبيعة ، فالنجوم والشمس والبرق كلها أمثلة على البلازما .
هذه البلازما تكون عند درجات حرارة عالية وكثافة عالية ايضا، وتتغير هذه الظروف من مكان إلى آخر، فعلى سبيل المثال تبلغ درجة حرارة مركز الشمس عشرة ملايين درجة مئوية بينما على سطحها فإن درجة الحرارة تصل إلى ستة الاف درجة مئوية، ومن هنا فإن البلازما داخل الشمس تختلف تماما عن خارجها. ولكن على الكرة الأرضية حيث توجد المادة غالبا فى الحالة الصلبة، وطبقات الغلاف الجوى عبارة عن غاز غير متأين، أى أنه لا يوجد حالة بلازما طبيعية على سطح الأرض.

يتبع 000

كيفيــة الحصول على بــــلازما مصنعــــة

.*بواسطةاشعةالليزر.*.

الليزر ( LASER ) : هي اختصار للحروف الأولى من الجملة :
Light Amplification by Stimulated Emisson of Radiation

وهذه الجملة تصف بدقة كيفية عمل الليزر. وهي تعني :
الضوء المكبرأوالمضاعف بواسطة الإنبعاث المستحث للإشعاع

فإن شدة المجال الكهربى لشعاع الليزر تبلغ 5x1011v/m عندما تكون شدة اشعاعه 3x1020W/m2، وفى أيامنا هذه تصل شدة اشعاع بعض انواع الليزر إلى مايقارب 1022W/m2. وبالمقارنة بشدة اشعاع مصباح كهربى عادى (60Watt) على بعد متر او مترين فهى لا تزيد عن 0.1W/m2. حيث أن المجال الكهربى لهذه الاشعة يفوق بكثير المجال الكهربى الذى يربط ذرات المواد الصلبة بعضها ببعض وبذلك فإن المجال الكهربى لشعاع الليزر سوف يؤثر على الكترونات المواد الصلبة ويفصلها عن الذرات تاركا أيونات موجبةـ وبهذا يحول الليزر جزء من المادة الصلبة إلى حالة بلازما .

التطبيقات الصناعية للبلازما في حياتنا

الدوائر الالكترونية المتكاملة

معظم الدوائر المتكاملة المعقدة جدا والتى تدخل فى تركيب كل جهاز الكترونى، هذه الدوائر الالكترونية تحتوى على عشرات الالاف من الترانزستورات والمكثفات موصلة ببعضها البعض بواسطة اسلاك قطرها فى حدود 0.1 ميكرومتر، هذا النوع من التكنولوجيا الدقيقة والمعقدة تصنع باستخدام البلارما، حيث تقوم البلازما بنحت الدوائر الالكترونية على شريحة السيليكون بناءا على القناع المعدنى الموضوع امام الشريحة.

شاشات البلازما

مبدأ عمل شاشات البلازما يعود إلى العام 1964 في جامعة الينويز الأمريكية، ولم تكن الفكرة اكبر من شاشة مكونة من نقطة ضوء تم منذ ذلك اوقت وحتى نهاية الستينات العمل على تطوير شاشة متكاملة من نقط الضوء هذه وهذه الشاشة كانت صغيرة وتعطي صور غير واضحة وكانت فكرة الحصول على شاشة مسطحة وكبيرة وجودة عالية في ذلك الوقت كمشهد من الخيال العلمي، ولكن مع تطور العالم الرقمي تم الوصول إلى شاشات عالية الجودة وتغطي مساحة كبيرة حديثا سمعنا على شاشات تلفزيونية من نوع اخر تسمى شاشات البلازما plasma flat panel display هذه الشاشات يمكن ان تصل الى 60 انش أو أكثر وسمكها لا يزيد عن 15 سنتيمتر ويمكن تعليقها على الجدار كالصورة هذا بالاضافة إلى العديد من المزايا والخصائص التي تعطي رفاهية ومتعة مشاهدة أكثر من التلفزيونات التقليدية, فمنذ أكثر من 70 عاماً اعتمدت اجهزة التلفزيون على شاشات الكاثود Cathod ray tube. حيث تتكون شاشات الكاثود من مدفع الكتروني في انبوبة مفرغة وتنطلق الالكترونات المعجلة باتجاه شاشة فسفورية، وباستخدام مجالين كهربيين متعامدين يمكن مسح الشعاع الالكتروني على الشاشة بمعدل يصل الى 25 مرة في الثانية، تعمل الالكترونات عند سقوطها على ذرات الفسفور المونة للشاشة على اثارتها مما تجعلها تعطي ضوء لتتخلص من اثارتها. هذا الضوء المنبعث من تلك العناصر الضوئية (ذرات الفسفور) تكون الصورة التي نشاهدها. هذه الصورة التي نحصل عليها من شاشات الكاثود صورة واضحة ومقبولة ولكن حجم الشاشة الكبير مما يعني عمق كبير لجهاز التلفزيون ويصبح الجهاز ثقيل ويشغل حيز كبير من الغرفة الموجود بها.

يتبع …

ميزات شاشات البلازما

وزن الشاشة خفيف ومسطحة تماماً وسمكها لا يزيد عن 15 سنتيمتر مما يجعل تعليقها على الجدران ممكن.
مدى رؤية كبير يصل إلى 160 درجة وصورة واضحة والوان زاهية ودقة عالية.
لا تتأثر بالمجالات المغناطيسية حولها وبالتالي يمكن تثبيت نظام سمعي عالي الجودة دون القلق على التأثير المغناطيسي للسماعات على الشاشة.

عيوب شاشات البلازما

هذه الشاشات تصنيعها معقد وتكنولوجيا متقدمة وباهظة الثمن حيث سعرها يتراوح من 4000 دولار الى 15 ألف دولار ولكن تدريجيا سيهبط السعر مع انتشارها واستبدالها بالشاشات التقليدية.

بـانـاسونيك” تطرح مجموعة مبتكرة من لوحات عرض البلازما في منطقة الشرق الأوسط

البــــــــــلازما و الصـــــــــــوف الذهبــــــــــي

فقد توصل مجموعة من الخبراء المختصين في مجال فيزياء البلازما تابعة إلى أحد معاهد أكاديمية العلوم الروسية في موسكو، إلى تصنيع الصوف الذهبي باستخدام أجهزة توليد البلازما. إذ تم التوصل إلى إنتاج غشاء معدني سمكه 3 ميكرونات (الميكرون يساوي جزءا من مليون جزء من المتر)، لأجل إكساء قطع الفراء.
والجهاز المستخدم عبارة عن حجرة محكمة الإغلاق مملوءة بغاز الأركون، وهو أحد الغازات الخاملة التابعة إلى الزمرة الثامنة من الجدول الدوري، عدده الذري 18. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي الحجرة على قطبين متضادين، القطب السالب يكون المصدر الذي ينطلق المعدن المستخدم منه، ويقابله على الجانب الآخر من الحجرة القطب الموجب، وتوضع المادة المطلوب إكساؤها بالمادة المعدنية بين القطبين. وعند إجراء عملية إكساء الفراء بالذهب توضع قطعة الفراء في داخل الحجرة وتتم العملية بواسطة التفريغ الكهربائي بين القطبين الذي يؤدي إلى تبخر مادة القطب السالب وتشتتها إلى الحالة الذرية أي تحول معدن الذهب إلى ذرات متناثرة داخل الحجرة وتتحول هذه المادة إلى حالة البلازما، أي الحالة التي تكون فيها المادة عالية التأيّن وتحتوي على أعداد متساوية من النويات الذرية المؤيّنة والإلكترونات الطليقة. بعد ذلك تترسب أيونات الذهب المتطايرة بسرعة هائلة على شعرات الفراء. وتنجز هذه العملية بسرعة مفرطة، حيث لا تسمح للطبقة الرقيقة من شعيرات الفراء بتحسّس درجة حرارة البلازما التي تصل لغاية 100000 درجة مئوية.

بقية التفاصيل …http://www.asharqalawsat.com/default…ate=true#10764

صــــــــــــواريــــــخ البــــــــــــلازمـــــــــــــــــــــا

صواريخ البلازما أكثر فعالية من الصواريخ الكيماوية لناحية الوقود. لأنها تستخدم الطاقة الكهربائية من الألواح الشمسية أو من مصادر الطاقة النووية للمركبة, مثل تحويل غاز خـامد الى بـلازما, اي غاز إلكـتـروني مكوّن من مزيـج من الآيونات والإلكترونات يمكن أن يخضع لقوى كهربائية ومغناطيسية, ما يسرع البلازما ويولد قوة دفع تفوق عشرات الكيلومترات في الثانية”.

مصبــــــــــــــــاح فلـــــــــورســــــــــنت

فعند مرور التيار الكهربى داخل غاز الزئبق تحت ضغط منخفض فإنه يعمل على تأين الغاز مخلفا خليطا من الأيونات الموجبة والالكترونات، ما تلبث ان تتحد مع بعضها البعض وتكون النتيجة انبعاث الضوء الساطع، وتستمر العمليتين التأين والاتحاد طالما استمر التيار الكهربى فى السريان.

لـــــوحــــــات النيــــــون المضــــيئـــــــة.

البلازمـــــــــــــا حافظــــة على نظافــــة البيئـــــة

الملوثة للبيئة معتمدين على العمليات الكيميائية الفريدة التى تتم داخل البلازما. حيث يمكن ان تقوم البلازما بتحويل المواد السامة المنبعثة من مداخن المصانع ومن عوادم السيارات مثل غاز اكسيد الكبريت (SO) واكسيد النيتريك (NO) إلى مواد غير سامةيجدر الاشارة هنا أنه تم حديثا التوجه إلى معالجة الغازات المنطلقة من عوادم السيارات، حيث تم تركيب جهاز بلازما فى عادم السيارة ليعالج الغازات السامة قبل خروجها إلى الجو

تسربالبلازماوراءانفجارالمكوككولومبيا

اقرأ المزيد :-

Physics of plasmas
Woodbury, NY : American Institute of Physics, c1994-

Physical review. E, Statistical physics, plasmas, fluids, and related interdisciplinary topics.
New York, N.Y. : Published by the American Physical Society through the American Institute of Physics, c1993-c2000.

Astrophysicl plasma laboratories by Steven Rose Physics world 1994