|
Plazma Nədir?
Kainatda maddə dörd halda olur. Bunlar bərk, maye, qaz və plazma halıdır. Mikroskopik baxımdan plazma, davamlı hərəkət edən və təsirləşən yüklü parçacıqlar birliyi olaraq ifadə edilər. Plazma içində neytral atom ya da molekulların olması plazma halını dəyişdirməz.
Plazmanın vahid həcm içindəki mənfi yüklü zərrəciklərin sayı (ümumiyyətlə elektronlar) müsbət yüklü zərrəciksayına (ümumiyyətlə ionlar) təxminən olaraq bərabər olduğundan, plazma elektriksel olaraq nötraldir.
İlk baxışda plazma halının, xüsusiyyətləri baxımından qaz halından çox fərqli olmadığı təəssüratı meydana gəlməkdədir. Halbuki plazma çox əhəmiyyətli xüsusiyyətlərə malikdir. Plazmanın təməl xarakteristika xüsusiyyətləri aşağıda verilmişdir,
1) Yuxarıda açıqlandığı kimi plazma elektriksel olaraq nötraldir və plazma çox yaxşı bir keçiricidir. Bəzən gümüşün və misin keçiriciliyindən 102 qat daha çox keçiricilik göstərə bilməkdədir.
2) Plazmanın içində bir nöqtədə bir pertürbasyon meydana gəlsə, bu pertürbasyonun təsiri bütün plazmaya elektromagnetik dalğa sürəti ilə daşınılar. Qaz halında bu daşınam, akustik dalğaların sürətiylə, akustik siqnalın daşınımına bənzər. Qazların daşınımı əsnasında parçacıqlar arasındakı vuruşma qısa məsafəlidir. Plazmanın daşınımı vəziyyətində isə yüklü parçacıqlar arasındakı qarlılıqlı təsir elektromagnetik dalğalar köməyiylə uzun məsafədə olar.
3) Plazma elektrik cəhətdən olaraq neytral olmasına baxmayaraq elektrik və magnetik sahələrlə təsirləşə bilərlər.
4) Plazma şərtlərindəki kimyəvi reaksiyalar (plazma-kimyasal reaksiyalar), qaz fazındaki kimyəvi reaksiyalardan böyüklük mərtəbəsi baxımından çox daha sürətlidir.
Kainatda ən çox olan hal plazma halıdır və kainatın %99undan çoxu plazma halındadır. Kainatda ki bütün ulduzlar, Günəş, Planetlər və planetlər arası boşluqlar, üzərində yaşadığımız dünyamız plazma halından başlayaraq bugünkü hallarını götürmüşlər. Gerçəkdə plazma halı bir maddənin ilk halıdır. Plazma, təbii olaraq özü ilə, ətrafı, elektrik və magnetik sahələrlə qarlılıqlı təsir formaları baxımından özünə xas xüsusiyyətlərə malikdir. Plazma, iyonlar, elektronlar, yüksüz atom və molekullar ilə fotonlar dan ibarət olan, bəzi atomlar iyonlaşırken bəzi iyonların elektronlarla birləşib atoma çevrildiyi, protonların davamlı olaraq bir tərəfdən ortaya çıxdığı bir tərəfdən də soyudulduğu bir qarışıq olaraq düşünülə bilər.
Dünyamızda olan maddələrin böyük əksəriyyəti bərk/qatı, maye və qaz hallarındadırlar. Maddənin plazma halı məsələn, ildırımda, şam şiəndə, qütb işığında və neon lampaları kimi elektrik boşalmalı lampalarda müşahidə edilər.
Plazmanın təməl bir fərqə qarşı qazlarla ortaq müəyyən ədəddə mexaniki xüsusiyyəti vardır: Coulomb çəkiliş və ritimleri çox uzaqlarda təsirli olduğundan plazmanın hər parçacığı digəri ilə davamlı olaraq qarlılıqlı təsir halındadır.
Maraqlı bir fərqlilik olaraq qazların boşalan hər şeyi doldurma xüsusiyyəti varkən plazmanın isə, toplaşma xüsusiyyəti görülə bilər. Bir magnetik sahənin təsiri ilə elektrikli dənəciklər alan/sahə xəttlərini ətrafında helisel orbitlər çəkərək hərəkətə başlar.
Maddənin 4. halı plazma
Düşən və Çaxan Plazma Şiddətli göy gurultularının yoldaşlığında stəkandan boşanarcasına yağan yağışı yüksəkcə bir evin pəncərəsindən seyr etmə fürsətini tutdunuzsa, hələ bir də üst-üstə çaxan şimşəklər qarşınızdakı buludların arasında meydana gəlirsə, ən bahalı hava fişəng göstərilərinin yanında sönük qaldığı möhtəşəm bir işıq nümayişinə şahid olarsınız.
Bu işıq nümayişi ovsunlayıcı olduğu qədər ürküdücü halı ilə də Yaradıcının cəlal və camal sifətini eyni anda sərgilər. Buludların sürtünmə ilə elektriklənməsindən qaynaqlanan bir elektrik boşalması olduğu hər kəs tərəfindən bilinən şimşək və ildırım, yüz milyonlarla voltluq potensial fərqi sıfırlanana qədər təxminən 20.000 Amperlik bir axın şiddətində və axdığı kanalda 30.000 Kelvin (K)lıq bir istilik meydana gətirərək axar və bu hadisə bir saniyədən daha qısa sürər. Buna görə ildırımın ürküdücü yanının kiçik hesab edilməməsi və lazım olan yerlərdə tədbir görülməsi yerində bir hərəkətdir.
İldırım, bulud ilə yer üzü arasındakı potensial fərqi havanı deşəcək bir böyüklüyə (delinme gərginliyi) çatdığı anda meydana gəlir. Bu anda axın şiddəti çox yüksək olduğundan, boşalma elektrik arxı şəklindədir.
Buluddakı mənfi yüklü sərbəst elektronlar və yerdəki müsbət yüklü ionlar buludla yer arasındakı potensial fərqini sıfırlamak üçün bir-birinə doğru böyük bir sürətlə hərəkətə başlar. Elektronlar ionlardan çox daha kiçik olduqlarından sürətləri çox yüksəkdir. Buna görə iki axın yerə olduqca yaxın bir yüksəklikdə birləşərlər. Elektronların buluddan yerə doğru hərəkəti ilə birlikdə axının keçdiyi yol boyunca ionizasyon müddəti başlamış olar.
Elektronlar sürətlə çarpdıqları hava atomlarından bəzən elektron qopararkən, bəzən də bu elektronlar iyonlar tərəfindən tutularlar və iyon nötral atom halına gəlir. İşdə ildırımın parlaq işığı, iyonlarca tutulan bu elektronların çox enerjilərini fotonlar şəklində çölə nəşr etməsi nəticəsi meydana gələr.
Beləcə ildırımın axdığı yol; neytral atom və molekullar, xəbərdar edilmiş atom və molekullar, müsbət iyonlar, elektronlar və fotonlardan ibarət olan/yaranan çox isti bir qaz şorbası halına gəlir. Bu ideal qaz qanunu təmin edən bir hal olmasına baxmayaraq; qaz halından çox fərqli xüsusiyyətlər daşıdığından, maddənin dördüncü halı olaraq qəbul edilir və "plazma" halı olaraq bilinər.
İldırım nümunəsinə baxaraq plazma halını qaz halından ayıran əhəmiyyətli xüsusiyyətləri dərhal görə bilərik. Bunlar çox yüksək istilik və elektrik keçiriciliyidir. Bütün maddələrin qaz halı yalıtkan olduğu halda, plazma halı elektriki son dərəcə yaxşı çatdırar. Hətta bu keçiricilik bərk/qatı keçiricilərdən də daha yaxşıdır, çünki plazma halı tamamilə sərbəst elektronlara malikdir. İldırım, bu fövqəladə xüsusiyyətləri ilə gündəlik həyatımızda istifadə etdiyimiz fluoresan və neon lampalarına və metalların qaynaq edilməsində istifadə etdiyimiz elektrik arxına ilham qaynağı olmuşdur. Son olaraq, arx meydana gəlməsi, yəni plazma halı ilə elektrik boşalması meydana gələ bilməsi üçün lazım olan "delinme gərginliyi" miqdarına bir nümunə verək: Bu dəyər 1 sm hava aralığı üçün 30.000 Voltdur. Ancaq lampalarda daha aşağı delinme gərginliyinə sahib neon, civə buxarı kimi qazlar istifadə edilər.
Çax Bir Plazma
Əgər "mən plazmaya daha yaxından baxmaq istəyirəm" deyirsinizsə, etməniz lazım olan çox sadə. Kibriti əlinizə alın və bıçaqın. İşdə tərtəmiz şiə ilə plazma qarşınızda dayanır. Bəli alov da bir plazma halıdır. Şiən kibritdəki istiliyi kibritin əlinizlə söndürə biləcəyiniz qədər aşağı ola biləcəyi kimi Günəşin nüvəsindəki kimi milyonlarla santigrad qədər yüksək də ola bilər.
Plazma halı yalnız elektriki gərginlik altında meydana gəlməz. Qaz halına gələn bir maddəni çox yüksək istiliklərə istilətsəniz; enerji sahəsi elektronlar nüvələrindən xilas olar və qaz plazma halına keçər.
İstilik günəş nüvəsindəki kimi çox yüksək isə; atomlar bütün elektronlarını itirmiş halda ola bilərlər. Bizim gündəlik həyatımızda istifadə etdiyimiz alov nisbətən aşağı istilikdədir. Ancaq burada aşağı istilikdəki şiən enerjisi ilə istiləşmə və yemək bişirmə kimi ehtiyaclarımızı aradan qaldırdığımızı unutmayaq. Bu vaxt çaxdığınız kibrit bitmək üzrə. Ən yaxşısı siz onunla bir şamı alovlandırıb plazmayı elə seyr edin. Şamın şiə də aşağı istilikdə bir plazma halıdır.
Alov bir plazma halı olduğundan elektriki çatdırar. Bu xüsusiyyətindən faydalanaraq qaz təhlükəsiz sobalar edilmişdir. Bu sobalar yanarkən şiən içərisindən elektrik cərəyanı keçirilər. Bu elektrik cərəyanı sobanın qaz nasosunu işlədər. Alov hər hansı bir səbəblə sönsə axın keçməyəcəyindən qaz avtomatik olaraq kəsilmiş olar.
Plazma, Hər yerdə Plazma
Maddənin plazma halına dünya üzərində çox az rast gəlməmizə baxmayaraq kainatda plazma halı çoxluq baxımından maddənin digər hallarına qarşı əzici bir üstünlüyə malikdir. Belə ki; kainatdakı cəmi maddə miqdarının % 99unun plazma halında olduğu sanılmaqdadır. Nümunə verəcək olsaq bütün ulduzlar, nebulalar və yıldızlararası kosmos plazma halındakı maddədən meydana gələr.
Bunların istiliyi və partikül sıxlığı şəkil üzərində göstərilmişdir. Vahid həcmdəki partikül sıxlığı da plazmanın bilinməsi lazım olan bir xüsusiyyətidir. İstiliyi yüksək olsa da, sıxlığı aşağı bir plazma çox enerji yaymaz. Kainatın boşluq deyə biləcəyimiz maddə sıxlığı çox aşağı olan bölgələrində isə; istilik 3 K yəni -270 C dərəcə qədərdir. Bir tərəfdə heç bir canlının hətta cansızların belə müqavimət edə bilməyəcəyi qədər yüksək bir istilik, digər tərəfdə atomları belə donduracaq dərəcədə bir soyuq. Bunların ortasında mükəmməl techizatlarla təchiz edilərək qoruma altına alınan cənnət kimi bir dünya....
Həyat Qaynağı Plazma Kürəsi
İşıq və istilik qaynağı olaraq dünyamızda həyatın davamını təmin edən Günəş nəhəng bir plazma kürəsidir. Bu nəhəng plazma kürəsinin nüvəsindəki 15 milyon Klik istilik və güllədən 11 qat daha çox olan sıxlıq, termonükleer reaksiyaların reallaşmasını təmin edər. Bu reaksiyalarda xülasəylə hidrogen nüvələri birləşərək helium nüvələrinə çevrilər və böyük bir enerji ortaya çıxar. Ancaq dünyamıza istilik göndərərək həyatın davamını təmin edən ışıkkürenin istiliyi ancaq 6.000 Kdir. Bu təbəqənin üzərində iştirak edən və xoruna adı verilən günəş tacının 2 milyon Klik istiliyinin səbəbi isə tam aydın ola bilməmişdir. Bu təbəqə dünyanın da kənarına uzanar ancaq çox aşağı sıxlıqda olduğu üçün istilik təsiri çox deyil. Bu təbəqənin sıxlığı ışıkküre kimi yüksək olsaydı dünya üzərində həyat mümkün olmazdı. Yenə günəşdən qopub gələn elektrik yüklü parçacıqların, yer atmosferinə edə biləcəyi olabiləcək təsirlər/təsir edər dünyanın maqnetik sahəs(n)i tərəfindən önlənmişdir. Bu maqnetik sahəyə manyetosfer adı verilər.
Günəşin meydana gətirdiyi yüklü parçacıq, axını bu maqnetik alan/sahə tərəfindən sapdırılaraq qütb bölgələrinə doğru itələnilər. Bunun nəticəsində qütb bölgələrində atmosferin oksigen və azot atomları ilə qarlılıqlı təsirə girərək işıldamalara səbəb olarlar ki bunlara aurora adı verilər. Auroralar təxminən ikiyik km yüksəkdə meydana gələrlər və istilikləri bir neçə yüz/üz dərəcədir. Günəş fəaliyyətinin yüksək olduğu günlərdə telsiz və radio xəbərləşmələrinin mənfi təsirləndiyini xatırlasaq manyetosferin əhəmiyyəti daha yaxşı aydın olar.
Manyetosfer nümunəsi plazmanın bir xüsusiyyətini daha ortaya qoyar ki bu da plazmaya maqnetik və ya elektrik sahəsi ilə təsir edilə bilməsidir. Plazma ildırımda və ya qaynaq arxında olduğu kimi elektrik cərəyanı meydana gətirirsə, ətrafında bir maqnetik alan/sahə meydana gələcək. Bu maqnetik sahəyə xarici bir maqnetik sahələ təsir edilə bilər. Beləcə plazmaya etkiyen qüvvətin istiqaməti dəyişdirilə bilər. Bu təsir termik sıxışdırmada olduğu kimi bütün ətrafından edilərək plazmanın kesitini kiçiltmək də mümkündür. Beləcə plazmanın istiliyi artırılmış olar ki, nüvə füzyonu reaktörlerinde bu yolla 250 milyon Klik bir istiliyə çatılmışdır. Ancaq bu reaktörlerde kafi parçacıq sıxlığına çatıla bilmədiyindən, hələ hidrogeni heliuma çevirmək və enerji çıxarmaq mümkün olmamışdır.
Əgər bu yolla enerji çıxarmaq mümkün olsa, yanacaq olaraq dəniz sununda olduqca bol olan ağır su istifadə ediləcək və beləcə dünya üzərindəki enerji ehtiyacı təmiz bir şəkildə ucuz olaraq qarşılana biləcək. Ayrıca termonükleer reaksiyama hidrogen bombasında olduğu kimi yox edici bir məqsədə deyil, insanların xoşbəxtliyinə xidmət etmiş olacaq. Günəş kimi bir plazma kürəsində meydana gətirdiyi termonükleer reaksiyalarla dünyanı yaşana bilər edən Yaradıcının, insanlara bir mesajı da bu ola bilərmi? |
|
