تحقیق در مورد پلاسما

توضیحات

 تحقیق در مورد پلاسما دارای 18 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد تحقیق در مورد پلاسما  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی تحقیق در مورد پلاسما،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن تحقیق در مورد پلاسما :

پلاسما

پلاسما‏‎چیست‌؟‏‎
پلاسما ، PLASMA – حالتی از ماده است كه در دمای خیلی بالا بوجود می آید و ساختارهای مولكولی مفهوم خود را در این وضعیت از دست می دهند . در حالت پلاسما اتم ها و ذرات زیر اتمی مانند مانند الكترون و پروتون و نوترون آزادانه در محیط حركت می كنند و تغییر موقعیت می دهند . حالت ماده متشكله تمامی ستارگان،پلاسمااست .
پلاسما در فیزیك،یك محیط رسانای الكتریكی است كه تعدادذرات باردار مثبت و منفی آن تقریبا با هم برابرند و زمانی ایجاد میشود كه اتم ها در گاز یونیزه شوند.

گاهی به پلاسما‏‎ حالت‌‏‎ چهارمماده اطلاق می شود كه از حالتهای سه گانه جامد،مایع،گاز متمایز است.
هر الكترون دارای یك واحد بار منفی است.

بار مثبت توسط اتمها یا مولكولهایی كهاین الكترونها را از دست داده اند حمل میشود در موارد نادر اما جالب ، الكترونهایی كه از یك نوع اتم یا مولكول جدا شده اند به تركیب دیگری متصل میشوند و منجر به تولید پلاسما میشوند كه هر دو یون مثبت و منفی را دارا است.

توضیح كامل تری از پلاسما:
گازهایی كه تا حد زیادی یونیده هستند رساناهای خوبی برای الكتریسیته هستند. علاوه بر آن حركت ِ ذرات باردار ِ گازها هم می تواند میدان الكترومغناطیسی تولید كند. (تابش موج). وقتی گاز یونیده تحت تأثیر یك میدان الكتریكی ِ ساكن قرار بگیرد حاملهای بار در این گاز به سرعت طوری مجددا توزیع می شوند كه قسمت ِ اعظم ِ گاز در مقابل ِ میدان محافظت می شود. لانگ مویر Langmuir در سال 1929 در مجله ی فیزیكال ری ویو لترز Physical Review letters شماره ی 33 صفحه ی 954 ناحیه ای از گازها را كه نسبتا خالی از میدان است و محافظت شده است و در آن بارهای مثبت و منفی در توازن اند پلاسما نامید و نواحی محافظ روی مرز ِ پلاسما را پوشینه نامید.
از مهمترین خواص پلاسما اینست كه می كوشد از لحاظ الكتریكی خنثا بماند.

در ابتدا پلاسما در ارتباط با تخلیه ی الكتریكی در گازها و قوسهای الكتریكی و شعله ها مورد نظر بود اما اینك در اخترفیزیك نظری، مسأله ی گداخت و راكتورهای هسته ای گرمایی و مهار ِ یونها هم مورد اهمیت است. برای تشكیل پلاسما نیازمند ِ دمای بالایی هستیم تا توانایی تفكیك الكترونها را از یونهای مثبت در گازها داشته باشیم. جایی كه الكترونش یك طرف و یونهای مثبتش یك طرف دیگر باشد را پلاسما می گویند. برای ایجاد پلاسما از راكتور گرمایی استفاده می شد اما جدیدا از لیزر و مواد جامد هم استفاده می شود.

اطلاعات بیشتر iPN:
سه شیوه ی مختلف برای بررسی پلاسما وجود داره: نظریه ی جنبشی تعادل، نظریه مدار و نظریه ی هیدرومغناطیسی ماكروسكوپی.
نظریه ی تعادل مبنی بر آمار بولتزمن است و نشان می دهد كه اگر بار خارجی q در پلاسما قرار داشته باشد در فاصله ای موسوم به طول دبی توسط پلاسما محافظت می شود. یعنی پتانسیل كولنی حفاظت نشده ی q/4pi*epsilon*r با فرمول زیر عوض می شود:

phi (potential) = ( q / 4*pi*epsilon*r ) * exp (-r/h);
h= sqr ( epsilon*k*T/2N0e2 );
e= بار الكتریكی
h= طول دبی

نظریه یمدار یا حركت ذرات در میدان مغناطیسی هم بحث آینه های مغناطیسی را ایجاد می كند. برای نگه داشتن پلاسما نیاز به ظرف داریم ولی این ظرف چیزی بجز كاسه ای فرضی كه دیواره هایش میدان مغناطیسی است نمی باشد. این ظرف مغناطیسی در واقع باعث پیچ خوردن و دایره ای شدن حركت ذرات در پلاسما می شود. ظرف مغناطیسی میدانی نایكنواخت و همگرا اطراف پلاسماست كه هرچه از پلاسما دور می شود مقدارش قوی تر می شود. اگر ذره ی بارداری در پلاسما را تصور كنیم كه حركت پیچشی حول محور مغناطیسی مذكور داشته باشد شعاع حركتش همان شعاع لارمور است كه از رابطه ی نیروی وارد بر ذره ی متحرك به جرم m و سرعت v و بار q با میدان مغناطیسی خارجی B ناشی می شود:
~F = q(~v*~B)

~F=m. ~a -> F=mv2/R
=> Rلارمور = m vعمود / q.B
پس هر چه دورتر از پلاسما می شویم با افزایش قدرت میدان مغناطیسی شعاع چرخش دوران كم می شود و كم كم سرعت ذره كاهش می یابد. پس مارپیچ تنگتر و حركت محوری كندتری توسط ذرات طی می شود تا اینكه مثل اینكه به آینه برخورد كرده باشند بر می گردند. به این پدیده «آینه ی مغناطیسی» می گویند.
نظریه ی هیدرو مغناطیسی یعنی قانون نیروی ماكروسكوپی برای حجم واحد یا بازی با شارها (flows). میدان مغناطیسی كه حكم ظرف را برای پلاسما دارد فشاری معادل با press = B^2/2.mu اعمال می كند. این اثر را تنگش مغناطیسی گویند.
اسپری پلاسما :

درروش پلاسما اسپری گازتشکیل دهنده پلاسما که درمرحله شروع قوس آرگن یا هلیم است وپس ازبرقراری قوس پایداربه ترکیبی ازآرگن یا هلیم با هیدروژن یانیتروژن تبدیل می شود از بین کاتد وآند عبورکرده وبراثرتخلیه الکتریکی این ناحیه یونیزه می گردد. مقدارانرژی صرف شده برای یونیزه کردن گاز، درناحیه ای درخارج گذرگاه مابین کاتدوآند آزاد شده وبه گرما تبدیل می کردد وبدین ترتیب دمایی درحدود 15000 درجه سانتیگراد حاصل خواهد شد ومولکولهای منبسط شده گاز باسرعتی نزدیک به صوت ذرات ماده پوشش بصورت پودر را که ذوب شده اند، به سمت سطح قطعه خواهند راند وبدین ترتیب پوششی متراکم باچسبندگی بالا حاصل خواهد شد.

پوشش های پلاسمااسپری، جهت محافظت سطح قطعات دربرابرعواملی مانند دمای بالا، خوردگی داغ، خوردگی دمای محیط و فرسایش مورداستفاده قرارمی گیرند، این پوشش ها درصنایع مختلف ازجمله صنایع نفت، نساجی، فولاد، نیروگاهی، شیمیایی و … كاربردفراوان دارند. بعنوان نمونه می توان موارد زیر راذكر كرد:

1- كاربید تنگستن و كاربید كرم : مقاوم دربرابرسایش
2- اكسید آلومینیم : مقاوم دربرابر دمای بالا وسایش
3- اكسید زیركنیم : پوشش سپر حرارتی
4- آلیاژهای پایه نیكل : مقاوم دربرابر خوردگی
5- اكسیدكرم : مقاوم دربرابر سایش

اخباری درباره پلاسما:
پلاسمای سرد باكتری ها را از بین می برد:
محققین در یو اس با استفاده از پلاسمای سرد روش جدیدی برای نابود كردن باكتریها كشف كردند. این روش توسط مونیر لاروس در دانشگاه سلطنتی ویرجینیا و دانشكده های كالیفرنیا در ساندیاگو كشف شد. پلاسما شامل ذرات باردار –الكترونها و یونها-و ذرات بدون بار مانند اتمهای برانگیخته و مولكولها می باشد.
بیشتر پلاسما هها در فشار معمولی داغ هستند- در حدود چندین هزار درجه سانتیگراد- بنابر این كنترل آنها مشكل است.
لاروس و همكارانش با استفاده از مانع مقاوم بدون بار در دما و فشار اتاق پلاسما ی سرد تولید كردند.آنها برای این كار گاز مخلوطی شامل 97% هلیوم و 3% اكسیژن را بین دو الكترود مسطح وارد كردند،سپس ولتاژی در حدود چندكیلوولت با فركانس 60 هرتز اعمال كردند.

مزیت این روش در توان ورودی كم – بین 50 تا 300 وات- و تولید مقدار زیادی پلاسما می باشد.
این تیم دو نوع باكتری- با غشای بیرونی و بدون غشای بیرونی- را در معرض پلاسما ی سرد قرار دادند و با میكروسكوب الكترونی تاثیرات پلاسما را روی آنها بررسی كردند.بعد از گذشت ده دقیقه دیدند كه هر دو نوع باكتری بوسیله اشعه فرا بنفش و قسمتهای آزاد پلاسما، از بین رفتند.
ذرات باردار در حدود چند میكروثانیه آسیب شدیدی به پوسته سلول باكتری وارد می كنند،زیرا كشش الكتروستاتیكی وارد بر پوسته بیرونی سلول باكتری از نیروی كشش پوسته بیشتر می شود.

لاروس و همكارانش معتقدند كه پلاسمای سرد، باكتریها و ویروسهای مهلك را از بین می برد و برای استریلیزه كردن سریع و مطمئن تجهیزات دارویی می تواند بجای روشهای سمی بكار برود.
لاروس میگوید:“امیدواریم این روش را بتوانیم برای قسمتهای زیرسلولی نیز بكار ببریم و تاثیرات بیوشیمی آن را نیز بدست آوریم.“
تعریف دیگری از پلاسما

پلاسما گاز شبه خنثایی از ذرات باردار و خنثی است که رفتار جمعی از خود ارائه می‌دهد. به عبارت دیگر می‌توان گفت که واژه پلاسما به گاز یونیده‌شده‌ای اطلاق می‌شود که همه یا بخش قابل توجهی از اتمهای آن یک یا چند الکترون از دست داده و به یونهای مثبت تبدیل شده باشند. یا به گاز به شدت یونیزه شده‌ای که تعداد الکترونهای آزاد آن تقریباً برابر با تعداد یونهای مثبت آن باشد، پلاسما گفته می‌شود

تاریخچه:
در سال 1879 فیزیکدان انگلیسی سر ویلیام کروکس، هنگام بررسی ویژگی‌های ماده در تخلیه الکتریکی، پیشنهاد کرد که این گازها حالت چهارم ماده هستند.
دما در حالت پلاسما
در حالت‌های جامد، مایع و گاز، دما را می‌توان از روی دامنه حرکت (سرعت نوسان) ذرات سازنده ماده تعریف کرد اما در حالت پلاسما، دما از روی میزان جدایش یون‌های مثبت از الکترون‌ها تعریف می‌شود.

اغلب گفته می‌شود که 99 ماده موجود در طبیعت در حالت پلاسماست، یعنی به شکل گاز الکتریسته داری که اتمهایش به یونهای مثبت و الکترون منفی تجزیه شده باشد. این تخمین هر چند ممکن است خیلی دقیق نباشد ولی تخمین معقولی است از این واقعیت که درون ستارگان و جو آنها، ابرهای گازی و اغلب هیدروژن فضای بین ستارگان بصورت

پلاسماست. در نزدیکی خود ما ، وقتیکه جو زمین را ترک میکنیم بلافاصله با پلاسمایی مواجه می‌شویم که شامل کمربندهای تشعشعی وان آلن و بادهای خورشیدی است.
در زندگی روزمره نیز با چند نمونه محدود از پلاسما مواجه میشویم. جرقه رعد و برق ، تابش ملایم شفق قطبی ، گازهای داخل یک لامپ فلورسان یا لامپ نئون و یونیزاسیون. مختصری که در گازهای خروجی یک موشک دیده می‌شود. بنابراین می‌توان گفت که ما در یک درصدی از عالم زندگی میکنیم که در آن پلاسما بطور طبیعی یافت نمیشود.
پارامترهای عمومی پلاسما: بر حسب بزرگی

مشخصات پلاسمای زمینی پلاسماهای کیهانی
اندازه
به متر 106 m (پلاسمای آزمایشگاهی) تا
102 m (رعد) (~8 از مرتبه) 106 متر (پوشش سفینه فضایی) to
1025 متر (سهابی میان کهکشانی) (~31 OOM)

طول عمر
به ثانیه 1012 ثانیه (پلاسمای ایجاد شده توسط لیزر) تا
107 ثانیه (نور فلئورسنت) (~19 از مرتبه) 101 ثانیه (solar flares) تا
1017 s (پلاسمای میان کهکشانی) (~17 از مرتبه)
چگالی
ذره در متر مکعب
متر مربع 107 m-3 تا
1032 m-3 (inertial confinement plasma) 100 (1) m-3 (میان کهکشانی متوسط) تا
1030 m-3 (هسته ستاره)
دما
به کلوین ~0 K (crystalline non-neutral plasma[1]) to
108 K (پلاسمای همجوشی مغناطیسی) 102 K (شفق قطبی) تا
107 K (هسته خورشید)
میدان‌های مغناطیسی
به تسلا 104 تسلا (پلاسمای آزمایشگاهی) تا
103 T (پلاسمای ایجاد شده توسط پالس) 1012 تسلا (میان کهکشانی متوسط) تا
1011 T (نزدیک ستاره‌های نوترونی)

انواع پلاسما
پلاسمای جو
نزدیکترین پلاسما به ما (کره زمین) ، یونوسفر (Ionosphere) می‌باشد که از صد و پنجاه کیلومتری سطح زمین شروع و به طرف بالا ادامه می‌یابد. لایه‌های بالاتر یونسفر ، فیزیک سیستم‌ها به فرم پلاسما می‌باشند که توسط تابش موج کوتاه در حوزه وسیعی ، از طیف اشعه فرابنفش گرفته تا پرتوهای ایکس و همچنین به‌وسیله پرتوهای کیهانی و الکترونهایی که به گلنونسفر اصابت می‌کنند یونیزه می‌شوند.
شفق قطبی
پدیده شفق نیز نوعی پلاسما است که تحت اثر یونیزاسیون ایجاد می‌شود. یونسفر پلاسمایی با جذب پرتوهای ایکس ، فرابنفش ، تابش خورشیدی ، انعکاس امواج کوتاه و رادیویی اهمیت اساسی در ارتباط رادیویی در سرتاسر جهان دارد. با همه این احوال نه تنها زمین بلکه زهره و مریخ نیز فضایی یونسفری دارند.

سیاره‌ها
ملاحظات نظری نشان می‌دهد که در سایر سیاره‌های منظومه شمسی نظیر مشتری ، زحل ، سیاره اورانوس ، نپتون نیز باید یونسفرهای قابل مشاهده وجود داشته باشد. فضای بین سیاره‌ای نیز از پلاسمای بین سیاره‌ای در حال انبساط پر شده که محتوای یک میدان مغناطیسی) ضعیف (حدود -510 تسلا) است.

برای دریافت اینجا کلیک کنید