Секция: Физика
Исследовательская работа.
Тема: «Плазменный шар».
Автор работы:
Мрыхин Владислав Юрьевич,
учащаяся 8 А класса
МБОУ Лицей
№3 им. академика В.М. Глушкова.
Руководитель:
Алферова Елена Анатольевна,
учитель физики
МБОУ Лицей
№3 им. академика В.М. Глушкова.
г. Шахты
2019
Введение 3
Цели задачи: 3
1. Плазма 4
2. Получение плазмы 4
3. Как можно увидеть плазму? 4
4. Виды плазмы 5
5. Космическая плазма 5
6. Природная плазма 5
7. Применение искусственной плазмы 5
Вывод 5
Литература: 7
Фи́зика — область естественной науки, наука, изучающая наиболее общие ифундаментальные закономерности, определяющие структуру и эволюцию материального мира. Законыфизики лежат в основе всего естествознания.
Термин «физика» впервые появился в сочинениях одного из величайших мыслителей древности — Аристотеля, жившего в IV веке до нашей эры. Первоначально термины «физика» и «философия» былисинонимичны, поскольку обе дисциплины пытаются объяснить законы функционировании Вселеной. Однаков результате научной революции XVI века физика выделилась в отдельное научное направление.
В русский язык слово «физика» было введено Ломоносовым, когда он издал первый в России учебник физики в переводе с немецкого языка. Первый русский учебник под названием «Краткоеначертание физики» был написан первым русским академиком Страховым Петром Ивановичем. Основные разделы физики - это механика, молекулярная физика, электромагнетизм, оптика, квантовая механика, термодинамика и физика плазмы. Но больше всех мне понравилась именно физика плазмы.
Цели задачи:
Узнать, что такое плазма
Узнать, как её можно увидеть
Узнать её значение в нашем мире и Вселенной.
- Плазма
Плазма – это ионизированный газ образованный из нейтральных атомов (или молекул) и заряженных частиц (ионов и электронов), и является четвёртым агрегатным состоянием.
(Ионизация - Превращение нейтральных атомов или молекул в ионы под влиянием химических процессов, под действием ионизирующих активных излучений, высоких температур и др.)
*Отличительная характеристика плазмы состоит в том, что она хорошо проводит электричество, тем самым являясь сверхпроводником (проводимость может увеличиваться или уменьшаться, в зависимости от ионизации)
- Получение плазмы
Способ создания плазмы путем обычного нагрева вещества - не самый распространенный. Чтобы получить термическим путем полную ионизацию плазмы большинства газов, нужно нагреть их до температур в десятки и даже сотни тысяч градусов. Только в парах щелочных металлов (таких, например, как калий, натрий или цезий) электрическую проводимость газа можно заметить уже при 2000-3000°С, это связано с тем, что в атомах одновалентных щелочных металлов электрон внешней оболочки гораздо слабее связан с ядром, чем в атомах других элементов периодической системы элементов (т.е. обладает более низкой энергией ионизации).
Общепринятым способом получения плазмы в лабораторных условиях и технике является использование электрического газового разряда. Газовый разряд представляет собой газовый промежуток, к которому приложена разность потенциалов. В промежутке образуются заряженные частицы, которые движутся в электрическом поле, т.е. создают ток. Для поддержания тока в плазме нужно, чтобы отрицательный электрод (катод) испускал в плазму электроны. Эмиссию электронов с катода можно обеспечивать различными способами, например нагреванием катода до достаточно высоких температур либо облучением катода каким-либо коротковолновым излучением, способным выбивать электроны из металла.
Как можно увидеть плазму?
Для этого нужно сделать плазменный шар. Поскольку, это один из самый легких способов получить плазму и посмотреть на нее. Что бы изобрести его, нам нужны следующие детали:
1.Лампа накаливания
2.Плата от энергосберегающей лампы
3.Сточный трансформатор
4.Вилка для питания в розетку
5.Патрон и провода с паяльником.
Принцип работы устройства заключается в следующем:
высокое переменное напряжение, характеризующееся частотой примерно в 30 кГц, попадает на электрод;
сфера лампы внутри содержит разреженный газ;
благодаря попаданию на электрод напряжения в парах газа и формируются плазменные разряды.
- Виды плазмы
У плазмы есть три основных вида:
Искусственная плазма (плазменная лампа, плазменный телевизор)
Природная плазма (языки пламени, молния, северное сияние)
Космическая плазма (все звёзды, межзвёздные туманности, солнечный ветер)
Высокотемпературная плазма (10 000°С и выше)
Низкотемпературная (10 000°С и меньше)
Криогенная плазма (плазма, охлаждённая до низкой температуры)
Космическая плазма
Отдельно хочется рассказать про космическую плазму, т.к. она появилась в первые микросекунды рождения Вселенной после большого взрыва и занимает 95% всей вселенной (не учитывая тёмную материю и энергию, природа которых неизвестна). По свойствам, зависящим от темп-ры и плотности вещества, и по направлениям исследования К. п. можно разделить на следующие виды: галактическая , звёздная (плазма звёзд и звёздных атмосфер), межпланетная и магнитосферная.
- Природная плазма
К сожалению, про природную плазму рассказывать нечего. Но можно привести примеры. Это молнии, северные сияния, языки пламени и большинство других природных явлений.
- Применение искусственной плазмы
В наше время плазма очень востребована, и является основным компонентом большинства современных приборов. На её основе создают плазмотроны, плазменные телевизоры и шары и др.
Я считаю, что я выполнил все поставленные перед собой цели, узнав:
что такое плазма
её виды
получение плазмы
И самое главное, как можно её увидеть и получить вполне себе в домашних условиях, воссоздав плазменный шар, сейчас я вам это продемонстрирую.
Кистяковский В. А.,. Электроды // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
Франк-Каменецкий, Д.А. Плазма - четвертое состояние вещества. - 2-е изд., испр. – М. : Гос. изд-во лит. по атомной науке и технике, 1963.
Смирнов Б.М. Введение в физику плазмы, 1975. Арцимович Л.А. Элементарная физика плазмы М: Изд-во: Госатомиздат, 1963 год. 98 стр.
