آفاق علمية وتربوية موقع متخصص بالثقافة العلمية والتربوية
الحالة الرابعة للمادة تسمى البلازما. البلازما عبارة عن غاز شديد التأين يتكون من أيونات موجبة الشحنة وإلكترونات سالبة الشحنة وذرات أو جزيئات متعادلة.
يمكن إنشاء البلازما عن طريق تسخين الغاز إلى درجات حرارة عالية، أو تطبيق مجال كهربائي على غاز، أو تعريض الغاز إلى مجال كهرومغناطيسي قوي.
توجد البلازما في العديد من الظواهر الطبيعية، مثل البرق والشفق القطبي والنجوم. كما أنها تستخدم في العديد من التطبيقات الصناعية والطبية، بما في ذلك القطع واللحام بالبلازما، والإضاءة الفلورية، وتلفزيونات البلازما.
انتاج الحالة الرابعة للمادة
تتمثل إحدى طرق إنتاج البلازما في عملية التأين، والتي تتضمن إضافة أو إزالة الإلكترونات من الذرات أو الجزيئات. يمكن القيام بذلك عن طريق تطبيق درجات حرارة عالية، أو مجالات كهرومغناطيسية قوية، أو الفولتية العالية للغاز.
تتضمن بعض الطرق الشائعة لإنتاج البلازما ما يلي:
التفريغ الكهربائي: يتضمن تمرير تيار كهربائي عبر الغاز، والذي يمكنه أن يؤين الغاز ويخلق البلازما.
الاستئصال بالليزر: يتضمن ذلك استخدام ليزر عالي الطاقة لتبخير مادة ما، مما قد يؤدي إلى تكوين بلازما.
الاقتران الاستقرائي: يتضمن استخدام مجال مغناطيسي متذبذب للحث على تيار كهربائي في الغاز، والذي يمكن أن يؤين الغاز ويخلق البلازما.
تفريغ الترددات الراديوية (RF): يتضمن ذلك تطبيق إشارة RF عالية التردد على الغاز، والتي يمكن أن تؤين الغاز وتنتج البلازما.
من المهم ملاحظة أن إنتاج البلازما يمكن أن يكون عملية معقدة تتطلب معدات متخصصة واحتياطات السلامة.
استخدامات الحالة الرابعة للمادة
البلازما، الحالة الرابعة للمادة، لها العديد من التطبيقات المهمة في مختلف المجالات. وهنا بعض الأمثلة:
الإضاءة: تستخدم البلازما في مصابيح الفلوريسنت وأضواء النيون. عندما يتم تمرير الكهرباء عبر الغاز، يتأين الغاز وينبعث منه الضوء.
الإلكترونيات: تُستخدم شاشات البلازما في أجهزة التلفزيون وشاشات الكمبيوتر والأجهزة الإلكترونية الأخرى. تستخدم شاشات البلازما شبكة من الخلايا الدقيقة المملوءة بالغاز المتأين لإنشاء صورة.
العمليات الصناعية: يمكن استخدام البلازما لقطع المعادن ولحامها. عندما يتم توجيه البلازما إلى المعدن، يتم تسخين المعدن ويذوب، مما يسمح بقطعه أو لحامه. يستخدم البلازما أيضًا في تصنيع أشباه الموصلات والمكونات الإلكترونية الأخرى.
التطبيقات الطبية: يمكن استخدام البلازما لتعقيم المعدات والمستلزمات الطبية. يمكن أيضًا استخدام البلازما لعلاج بعض الحالات الطبية، مثل الآفات الجلدية والسرطان.
الفضاء الجوي: يمكن استخدام البلازما لحماية المركبات الفضائية من درجات الحرارة العالية وإشعاع الفضاء. يمكن أيضًا استخدام البلازما لدفع المركبات الفضائية عبر الفضاء.
الطاقة: تهدف أبحاث اندماج البلازما إلى تسخير الطاقة الناتجة عن تفاعلات الاندماج، وهي نفس التفاعلات التي تعمل على تغذية الشمس. إذا نجح اندماج البلازما، فقد يوفر فعليًا مصدرًا غير محدود للطاقة النظيفة.
