Domácí hrátky s Domácí hrátky s plazmatemplazmatem

Tomáš Meravý, Jan MrkosTomáš Meravý, Jan Mrkos

Fyzsem 2009

ProgramProgram

• Trocha teorie aneb co je to plazma ?Trocha teorie aneb co je to plazma ?– HistorieHistorie– Kritéria a parametry plazmatuKritéria a parametry plazmatu– Druhy plazmatuDruhy plazmatu– Kde se setkáváme s plazmatemKde se setkáváme s plazmatem

• 1. zapojení - plazma v žárovce1. zapojení - plazma v žárovce• 2. zapojení - reakce na změnu tlaku2. zapojení - reakce na změnu tlaku• 3. zapojení – Kirlianova fotografie3. zapojení – Kirlianova fotografie

Historie plazmatuHistorie plazmatu

• J. E. Purkyně - biologická „plazma“J. E. Purkyně - biologická „plazma“• Langmuir – pojmenoval plazmaLangmuir – pojmenoval plazma• IonosféraIonosféra• Plasma v astrofyzicePlasma v astrofyzice• Udržení plazmatu na zemiUdržení plazmatu na zemi

Plazma – kritéria a vlastnosti

• Volné nosiče náboje (Ionizace)Volné nosiče náboje (Ionizace)– Projevem je vodivostProjevem je vodivost

• Celkový elektrický náboj nulovýCelkový elektrický náboj nulový• Kolektivní chováníKolektivní chování– Vzájemné elektrické silové působení Vzájemné elektrické silové působení

částic, působí na něj magnetické polečástic, působí na něj magnetické pole• „„nemaxwellovské“ rozdělení částic nemaxwellovské“ rozdělení částic

dle rychlostidle rychlosti

Plazma – vybrané Plazma – vybrané parametryparametry

• Teplota, hustotaTeplota, hustota• Stupeň Ionizace (Sahova rovnice)Stupeň Ionizace (Sahova rovnice)– Závisí na teplotě, hustotě plazmatu, a Závisí na teplotě, hustotě plazmatu, a

Ionizačním potenciáluIonizačním potenciálu– Čím vyšší, tím vyšší vodivost.Čím vyšší, tím vyšší vodivost.

• Debyeův poloměrDebyeův poloměr– Přímo úměrný teplotě a nepřímo úměrný Přímo úměrný teplotě a nepřímo úměrný

hustotě nabitých částichustotě nabitých částic

λD λD Debyeův poloměrDebyeův poloměr,,ε0 ε0 permitivita vakuapermitivita vakua,,k k boltzmanova konstantaboltzmanova konstanta,,qe qe náboj elektronunáboj elektronu,,TeTe, , Ti teplota elektronů a iontůTi teplota elektronů a iontůne ne hustota elektronůhustota elektronů,,nij nij hustota nabitých částic s + hustota nabitých částic s + nábojemnábojem

PPlazmalazma podle vzd podle vzdálenostiálenosti

• Zářivka, elektrický obloukZářivka, elektrický oblouk• IonosféraIonosféra• MagnetosféraMagnetosféra• Meziplanetární plazmaMeziplanetární plazma• Sluneční plazmaSluneční plazma

Jiné dělení plazmatuJiné dělení plazmatu

• „„Běžné“ plazmaBěžné“ plazma• Termonukleární plazmaTermonukleární plazma• Nukleonové plazmaNukleonové plazma• Kvark-Gluonové plazmaKvark-Gluonové plazma

ExperimentyExperimenty

• Teslův transformátorTeslův transformátor– zdroj slabého střídavého proudu s zdroj slabého střídavého proudu s

vysokou frekvencí a napětívysokou frekvencí a napětímm

• Žárovka – velký potenciálový rozdíl Žárovka – velký potenciálový rozdíl mezi vláknem a okolním prostředímmezi vláknem a okolním prostředím

1. Zapojení – plazma v 1. Zapojení – plazma v žárovcežárovce

2. Zapojení – reakce na změnu tlaku

3. zapojení – Kirlianova 3. zapojení – Kirlianova fotografiefotografie

BibliografieBibliografie

• 1. 1. Stern, Dr. David P.Stern, Dr. David P. Plasma, Fluorescent lamp, Langmuir. Plasma, Fluorescent lamp, Langmuir. Educational Web Sites Educational Web Sites on Astronomy, Physics, Spaceflight and the Earth's Magnetism. on Astronomy, Physics, Spaceflight and the Earth's Magnetism. [Online] Listopad [Online] Listopad 25, 2001. [Cited: Listopad 10, 2009.] 25, 2001. [Cited: Listopad 10, 2009.] http://www-spof.gsfc.nasa.gov/Education/wplasma.html.http://www-spof.gsfc.nasa.gov/Education/wplasma.html.

• 2. 2. Wikipedia.Wikipedia. Debye length. Debye length. Wikipedia, the free encyclopedia. Wikipedia, the free encyclopedia. [Online] Září 30, [Online] Září 30, 2009. [Cited: Listopad 9, 2009.] http://en.wikipedia.org/wiki/Debye_length.2009. [Cited: Listopad 9, 2009.] http://en.wikipedia.org/wiki/Debye_length.

• 3. 3. ALDEBARAN GROUP FOR ASTROPHYSICS.ALDEBARAN GROUP FOR ASTROPHYSICS. Plazma: Co je to plazma? Plazma: Co je to plazma? Aldebaran. Aldebaran. [Online] [Citace: 9. Listopad 2009.] [Online] [Citace: 9. Listopad 2009.] http://www.aldebaran.cz/astrofyzika/plazma/basics.html.http://www.aldebaran.cz/astrofyzika/plazma/basics.html.

• 4. 4. Jaroslav Reichl, Martin Všetička.Jaroslav Reichl, Martin Všetička. Rozdělení molekul plynu podle rychlostí. Rozdělení molekul plynu podle rychlostí. Encyklopedie fyziky. Encyklopedie fyziky. [Online] 2006-2009. [Citace: 10. Listopad 2009.] [Online] 2006-2009. [Citace: 10. Listopad 2009.] http://fyzika.jreichl.com/index.php?sekce=browse&page=593.http://fyzika.jreichl.com/index.php?sekce=browse&page=593.

• 5. 5. Stutz, Michael.Stutz, Michael. Ionization (gas-filled) tubes. Ionization (gas-filled) tubes. All About Circuits. All About Circuits. [Online] 1999-[Online] 1999-2000. [Cited: Listopad 9, 2009.] 2000. [Cited: Listopad 9, 2009.] http://www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_13/9.html.http://www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_13/9.html.

• 6. 6. doc. dr. Josip Kleczek, DrSc.doc. dr. Josip Kleczek, DrSc. Velká encyklopedie vesmíru. Velká encyklopedie vesmíru. Praha : Academia, Praha : Academia, 2002. ISBN 80-200-0906-X.2002. ISBN 80-200-0906-X.

• 7. 7. Division of Human Health.Division of Human Health. Dosimetry and Medical Radiation Physics. Dosimetry and Medical Radiation Physics. IAEA. IAEA. [Online] 24. Březen 2006. [Citace: 9. Listopad 2009.] www-naweb.iaea.org/ [Online] 24. Březen 2006. [Citace: 9. Listopad 2009.] www-naweb.iaea.org/ nahu/dmrp/faqanswers.shtm.nahu/dmrp/faqanswers.shtm.