Большая Советская Энциклопедия (ПЛ)
Шрифт:
Часто используют также пассивные методы диагностики — наблюдение спектра излучения П. (единственный метод в астрономии), вывод быстрых нейтральных атомов, образовавшихся в результате перезарядки ионов в П., измерение уровня радиошумов. Плотную П. изучают с помощью сверхскоростной киносъёмки(несколько млн. кадров в сек) и развёртки оптической. В исследованиях по УТС регистрируется также рентгеновский спектр тормозного излучения и нейтронное излучение дейтериевой П.
Применения плазмы. Высокотемпературная П. (Т ~ 108 К) из дейтерия и трития — основной объект исследований по УТС. Такая П. создаётся
Низкотемпературная П. (Т ~ 103 К) находит применение в газоразрядных источниках света и в газовых лазерах, в термоэлектронных преобразователяхтепловой энергии в электрическую и в магнитогидродинамических (МГД) генераторах, где струя П. тормозится в канале с поперечным магнитным полем В, что приводит к появлению между верхним и нижним электродами (рис. 9) электрического поля напряжённостью Е порядка Bu/c (u — скорость потока П.); напряжение с электродов подаётся во внешнюю цепь.
Если «обратить» МГД-генератор, пропуская через П. в магнитном поле ток из внешнего источника, образуется плазменный двигатель, весьма перспективный для длительных космических полётов.
Плазматроны, создающие струи плотной низкотемпературной П., широко применяются в различных областях техники. В частности, с их помощью режут и сваривают металлы, наносят покрытия (см. Плазменная металлургия, Плазменная обработка, Плазменное бурение). В плазмохимии низкотемпературную П. используют для получения некоторых химических соединений, например галогенидов инертных газов типа KrF, которые не удаётся получить др. путём. Кроме того, высокие температуры П. приводят к высокой скорости протекания химических реакций — как прямых реакций синтеза, так и обратных реакций разложения. Если производить синтез «на пролёте» плазменной струи, расширяя и тем самым быстро охлаждая её на следующем участке (такая операция называется «закалкой»), то можно затруднить обратные реакции разложения и существенно повысить выход требуемого продукта.
Лит.: Арцимович Л. А., Элементарная физика плазмы, 3 изд., М., 1969; его же. Управляемые термоядерные реакции, 2 изд., М., 1963; Франк-Каменецкий Д. А., Лекции по физике плазмы, М., 1963; Альвен Г., Фельтхаммар К.-Г., Космическая электродинамика, пер. с англ., 2 изд., М., 1967; Спитцер Л., Физика полностью ионизованного газа, пер. с англ., М., 1957; Гинзбург В. Л., Распространение электромагнитных волн в плазме, 2 изд., М., 1967; Трубников Б. А., Введение в теорию плазмы, М., 1969; Вопросы теории плазмы. Сб., под ред. М. А. Леонтовича, в. 1—7, М., 1963—73.
Б. А. Трубников.
Рис. 4. При высокой электропроводности среды силовые линии магнитного поля В движутся вместе с нею (свойство вмороженности силовых линий), v — скорость среды.
Рис. 9. Схема МГД — генератора, преобразующего кинетическую энергию движущейся плазмы в электрическую энергию. R — внешняя нагрузка генератора, по которой протекает ток I.
Рис. 1. Электроны, вылетая по инерции из плазмы, нарушают квазинейтральность на длине порядка дебаевского радиуса экранирования D и повышают потенциал плазмы (ni, и ne — соответственно, плотности ионов и электронов).
Рис. 3. Электрон, пролетающий мимо иона, движется по гиперболе.
Рис. 7.
Рис. 8. Синусоидальный профиль плотности электронов в монохроматической плазменной волне.
Рис. 2. Вращение ионов и элекронов по ларморовским спиралям ослабляет внешнее магнитное поле (диамагнетизм плазмы). Радиус вращения иона с зарядом е > 0 больше, чем у электрона (е < 0). v и v^ — параллельные и перпендикулярные магнитному полю В составляющие скоростей частиц.
Рис. 6. Образование перетяжек на канале разряда, сжатого собственным магнитным полем. I — ток; В — индукция магнитного поля, равная нулю внутри разряда.
Рис. 5. Космическая частица, захваченная в радиационном поясе, движется по зигзагообразной траектории вокруг Земли.
Плазма крови
Пла'зма кро'ви, жидкая часть крови. В П. к. находятся её форменные элементы (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты). Представляет собой коллоидный раствор белков и др. органических и неорганических соединений, содержит более 20 витаминов и 20 микроэлементов (железо, фосфор, кальций, цинк, кобальт и др.) (Подробнее см. в ст. Кровь.)
Исследование П. к. имеет большое значение в диагностике различных заболеваний (появление патологических белков, например С-реактивного белка при ревматизме; повышение содержания обычных ингредиентов, например сахара — гипергликемия — при сахарном диабете; повышение титра соответствующих антител и т.д.). Из П. к. животных и человека готовят лечебные препараты (сухая П. к., альбумин, фибриноген, гамма-глобулин).
Лит.: Туманов А. К., Сывороточные системы крови, М., 1968.
Плазма твёрдых тел
Пла'зма твёрдых тел, условный физический термин, означающий совокупность подвижных заряженных частиц в твёрдых проводниках (электронов проводимости в металлах или электронов и дырок в полупроводниках) в таких условиях, когда их свойства близки к свойствамплазмы (см. рис.). Например, под воздействием высокочастотного электромагнитного поля, частота которого w значительно больше, чем частота столкновений электронов, коллективные (плазменные) эффекты играют в свойствах проводников бо'льшую роль, чем столкновения электронов друг с другом, с фононами, примесями и др. дефектами в кристаллах. Это позволяет перенести представления, созданные при исследовании плазмы, в физику твёрдого тела. Главное отличие П. т. т. от газовой плазмы — значительно бо'льшая концентрация n заряженных частиц. В газовой плазме п ~ 1012см– 3, в металлах n ~ 1022—1023см– 3, в полупроводниках n ~1015 — 1017см– 3. Это приводит к различию всех характеристик П. т. т. и газовой плазмы. Например, плазменная частота (частота собственных колебаний плазмы, см. Плазмон) пропорциональна "On, поэтому она для П. т. т. существенно больше, чем для газовой плазмы. Особенностью П. т. т. является то, что она может быть заряженной. Плазменные эффекты в твёрдых телах (особенно в полупроводниках) используются для создания приборов высокочастотной техники.