भौतिकी एक बहुत ही रोचक विज्ञान है। इसमें कभी-कभी ऐसी अवधारणाएँ होती हैं जिनके बारे में हमने सुना है, लेकिन हमारे पास कोई वास्तविक विचार नहीं है। और आज, उच्च प्रौद्योगिकी विकास के युग में, प्लाज्मा की अवधारणा, या, दूसरे शब्दों में, आयनित गैस, अधिक से अधिक बार फिसलती है। बहुत से, बस इस शब्द को सुनकर, भयभीत हो जाते हैं, और यह जानने की कोशिश भी नहीं करते कि इसका क्या अर्थ है। लेकिन सब कुछ बहुत आसान है, और इस लेख में हम आपको बताएंगे कि एक आयनित गैस क्या है और इसके क्या गुण हैं।
इससे पहले कि हम आपको विस्तृत और व्यापक जानकारी दें, आइए इतिहास में एक संक्षिप्त विषयांतर करें।
इतिहास
प्लाज्मा, या पदार्थ की चौथी अवस्था, की खोज 1879 में विलियम क्रुक्स द्वारा वोल्टाइक आर्क से जुड़े प्रयोगों के दौरान की गई थी। इसके बाद, एक संपूर्ण विज्ञान बनाया गया, जिसे प्लाज्मा भौतिकी कहा जाता है। संपूर्ण विज्ञान कहां से आया और इसकी आवश्यकता क्यों है? बात यह है कि प्लाज्मा के अध्ययन ने विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विभिन्न क्षेत्रों में महान अनुप्रयोग पाया है। लेकिन हम इस बारे में थोड़ी देर बाद बात करेंगे। और अब "आयनित गैस" की अवधारणा के सार के बारे में थोड़ा।
प्लाज्मा क्या है?
यह शब्द रूसी भाषा में ग्रीक से आया है। इसका अर्थ है "बनाया", "बनाया"। और ये खाली शब्द नहीं हैं। कैसेयह ज्ञात है कि साधारण गैस उस बर्तन का रूप ले लेती है जहाँ वह स्थित होती है (पानी की तरह)। इसलिए यह अराजक है और इसका कोई स्पष्ट रूप नहीं है। हालांकि, प्लाज्मा पूरी तरह से अलग है। कोई आश्चर्य नहीं कि इसे पदार्थ की चौथी अवस्था कहा जाता है। यह अपने विशेष गुणों में अन्य सभी राज्यों से मौलिक रूप से भिन्न है। तथ्य यह है कि प्लाज्मा बनाने वाले सभी परमाणुओं में धनात्मक या ऋणात्मक आवेश होता है।
इससे पहले कि हम इस बारे में बात करें कि प्लाज्मा कैसे प्राप्त किया जाता है और इसका उपयोग कहाँ किया जाता है, आइए प्लाज्मा भौतिकी के सिद्धांत के पहलुओं का विश्लेषण करें, क्योंकि यह आगे के वर्णन के लिए हमारे लिए बहुत उपयोगी होगा।
प्लाज्मा सिद्धांत
स्कूल के रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम में, समाधान और उनमें मौजूद कणों के लिए बहुत समय समर्पित है। इन आवेशित कणों में अद्वितीय गुण होते हैं और विभिन्न "विलेय-विलायक" प्रणालियों की कई भौतिक और रासायनिक विशेषताओं को निर्धारित करते हैं। हालाँकि, आयन (समाधान में आवेशित कण) न केवल जलीय वातावरण में मौजूद होते हैं।
जैसा कि यह निकला, गैस आयनित हो सकती है और सकारात्मक या नकारात्मक चार्ज के साथ परमाणु बना सकती है। यह बाहरी बलों द्वारा एक परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने की प्रक्रिया में हो सकता है। उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन किसी अन्य परमाणु से टकरा सकता है और दूसरे इलेक्ट्रॉन को "नॉक आउट" कर सकता है। लेकिन विपरीत स्थिति भी हो सकती है: एक इलेक्ट्रॉन एक आयन में उड़ सकता है और फिर से एक तटस्थ परमाणु बना सकता है। और ये सभी प्रक्रियाएं प्लाज्मा में लगातार होती रहती हैं। इसका समर्थन करने के लिए बाहरी ताकतों की अनुपस्थिति में यह काफी अस्थिर है।
प्लाज्मा मुख्य रूप से एक बहुत ही सरल तरीके से प्राप्त किया जाता है, जो हम में से प्रत्येक के लिए घर पर उपलब्ध है: एक उच्च वोल्टेज इलेक्ट्रिक आर्क के माध्यम से गैस पास करके। चाप का तापमान जितना अधिक होता है, उतना ही अधिक गर्म प्लाज्मा हमें आउटपुट पर मिलता है। इसके संपर्कों पर वोल्टेज जितना अधिक होता है, उसके बाद उतनी ही अधिक आयनित गैस प्राप्त होती है।
प्लाज्मा को भी कई प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। आप अगले भाग में जानेंगे कि प्लाज्मा (आयनित गैस) क्या है।
प्लाज्मा प्रकार
उत्पत्ति से, आयनित गैस को कृत्रिम और प्राकृतिक में विभाजित किया जा सकता है। पहली नज़र में, सब कुछ स्पष्ट है, एक व्यक्ति आसानी से प्लाज्मा बनाता है और इसे अपने उद्देश्यों के लिए उपयोग करता है (उदाहरण के लिए, नियॉन लैंप, लेजर, नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन)। और प्रकृति में किस प्रकार का प्लाज्मा होता है? इसकी सबसे प्रसिद्ध अभिव्यक्ति बिजली है।
आयनित गैस में उत्तरी रोशनी जैसी घटना भी शामिल हो सकती है, जिसे देखने का सौभाग्य पृथ्वी के सभी निवासियों के पास नहीं है। साथ ही बाहरी अंतरिक्ष में मौजूद सौर हवा पदार्थ की चौथी अवस्था है। अगर हम प्लाज्मा को व्यापक अर्थों में देखें तो पता चलता है कि पूरा बाहरी स्थान उसी का है।
प्लाज्मा को इसके तापमान से भी विभाजित किया जा सकता है। जैसा कि आप जानते हैं, गैस जितनी गर्म होती है, उसमें अणुओं की गति उतनी ही अधिक सक्रिय होती है और उसकी ऊर्जा उतनी ही अधिक होती है। चूँकि प्लाज्मा भी एक गैस है, इसलिए इसके लिए भी ये कथन सत्य हैं। इस प्रकार, आयनित गैस का तापमान क्या है, से शुरू करके इसे गर्म (तापमान.) में विभाजित किया जाता हैमिलियन K और अधिक) और ठंड (क्रमशः, तापमान एक मिलियन K से कम है)।
एक और संकेतक है - आयनीकरण की डिग्री। यह दर्शाता है कि प्लाज्मा में कितने प्रतिशत परमाणु क्षय होकर आयनों में बदल गए हैं। इस सूचक के अनुसार, अत्यधिक आयनित गैस और कम आयनित गैस को प्रतिष्ठित किया जाता है। यह आम तौर पर स्वीकृत वर्गीकरणों में से एक में भी शामिल है।
निष्कर्ष
प्लाज्मा को समझना इतनी मुश्किल बात नहीं है। इसके गहन अध्ययन से कठिनाइयाँ शुरू होती हैं। लेकिन इस तरह आप कुछ भी देख सकते हैं। इस अवधारणा के सार को यथासंभव विस्तार से समझाने के लिए हमने विशेष रूप से गणितीय गणनाओं को नहीं छुआ। भौतिकी एक बहुत ही रोचक विज्ञान है, और इसका अध्ययन करना आवश्यक है, यदि केवल इसलिए कि यह हमें हर चीज में और हर जगह घेरता है। और हमारे लेख का उद्देश्य यह साबित करना है, क्योंकि प्लाज्मा हमारे चारों ओर हर जगह है, बस कभी-कभी हम इससे जुड़ी घटनाओं के गहरे सार को नहीं समझते हैं।
