Plasma
Plasma on aineen olomuoto, jossa atomit ovat menettäneet elektroneja eli ionisoituneet. Plasma koostuu siis sähköisesti varatuista hiukkasista: elektroneista ja positiivisista ioneista. Plasma reagoi herkästi sähkö- ja magneettikenttiin ja plasman oma liike myös luo sähkömagneettisia kenttiä (ks. sähkömagnetismi).
Plasmaa kutsutaan aineen neljänneksi olomuodoksi. Plasman määritteleminen aineen olomuodoksi on kuitenkin kiistanalaista. Se ei nimittäin täytä yhtä olomuodoille asetettua ehtoa: "aineen pitää muuttua sulavasti olomuodosta toiseen tietyssä lämpötilassa". Plasma ei tätä tee, sillä ionisoituneet hiukkaset eivät välttämättä muutu takaisin neutraaliksi kaasuksi, kun lämpötilaa lasketaan plasmautumis- tai ionisoitumislämpötilan alapuolelle. Tämä johtuu siitä, että ionisoituminen ei ole niin selvästi lämpötilasta riippuvainen prosessi kuin esimerkiksi sulaminen tai höyrystyminen, vaan on itse asiassa aineen rakenteenkin eikä vain olomuodon muuttamista.
Auringosta sinkoutuu jatkuvasti plasmaa avaruuteen aurinkotuulena, ja sen törmätessä maan ilmakehän ulompiin osiin syntyy revontulia. Vihertävän keltainen väri syntyy suurella nopeudella liikkuvien elektronien törmätessä happiatomeihin. Elektroni menettää osan liike-energiastaan, jonka happiatomi muuttaa näkyväksi valoksi. Plasman tutkiminen on luonut oman tieteenalan, (avaruus)plasmafysiikan.
Plasmasta aikaisemmin käytettyä rinnakkaisnimeä "plastma" pidetään nykyään vanhentuneena eikä enää suositeltavana.
Plasman muodostuminen
Plasmaa syntyy korkean lämpötilan (vähintään 2 000–8 000 K) vaikutuksesta ja sähkökentässä kiihdytettyjen hiukkasten törmäillessä atomeihin irrottaen niistä elektroneja. Plasma koostuu elektroneista ja positiivisista ioneista. On myös esitetty, että jopa 99 % tai ylikin maailmankaikkeuden tunnetusta aineesta (vrt. pimeä aine) olisi plasmaa.
Plasman sovellukset
Plasmaa käytetään muun muassa loisteputkissa ja hitsauksessa. Fuusioreaktoreiden kammioiden plasman tutkimuksessa hyödynnetään magnetohydrodynamiikkaa. Rakettitekniikassa niitä moottoreita, joita nykyisin kutsutaan ionimoottoreiksi, kutsuttiin ennen plasmamoottoreiksi.
Aiheesta muualla
- Free plasma physics books and notes
- Plasma Science and Technology
- Plasma on the Internet comprehensive list of plasma related links.
- Introduction to Plasma Physics: M.I.T. Introduction by I.H.Hutchinson
- How to make a glowing ball of plasma in your microwave with a grape (Arkistoitu – Internet Archive) | More (Video)
- Michael A. Lieberman, Allan J. Lichtenberg: Principles of Plasma Discharges and Materials Processing. Wiley, New Jersey 2005, ISBN 0-471-72001-1.
- R. J. Goldston, P. H. Rutherford: Plasmaphysik. Eine Einführung. Vieweg, Braunschweig 1998, ISBN 3-528-06884-1 .
- K.-H. Spatschek: Theoretische Plasmaphysik. Eine Einführung. Teubner, Stuttgart 1990, ISBN 3-519-03041-1.
- Rainer Hippler, Sigismund Pfau, Martin Schmidt, Karl H. Schoenbach: Low Temperature Plasma Physics - fundamental aspects and applications. Wiley-VCH, Berlin 2001, ISBN 3-527-28887-2.
- Vadim N. Tsytovich: Lectures on Non-linear Plasma Kinetics. Springer, Berlin 1995, ISBN 0-387-57844-7.
- Hubertus M. Thomas, Gregor Morfill: Plasmakristalle an Bord der ISS: Komplexe Plasmen in Schwerelosigkeit. In: Physik in unserer Zeit. 36, Nr. 2, 2005, ISSN 0031-9252.
