Плазма другого характера

Однако может существовать плазма другого характера, где температура электронов, ионов и нейтральных атомов одинакова. Обычные газы при сравнительно низкой (несколько сот градусов )температуре состоят из сложных частиц, представляющих собой двухатомные молекулы (рис. 16, а) для чистых элементов или более сложные молекулы для различных химических элементов. Если заключенный в каком-то объеме газ нагревать до температуры в несколько тысяч градусов, то будет наблюдаться разрушение молекул и вместо чистого двухатомного газа в объеме будет уже смесь двухатомного и одноатомного газов (рис. 16, б). При большой скорости теплового движения молекул их столкновения приводят к разрушению молекулярной связи, молекулы разделяются на составные атомы. Однако атомы еще не разрушаются, так как связь электрона с ядром значительно прочнее, нежели молекулярные связи. При дальнейшем нагревании газа будет увеличиваться хаотическая скорость движения его атомов и молекул. Средняя энергия таких атомов равна 3/2 КТ. Очевидно, когда эта энергия будет больше работы, необходимой для ионизации, при столкновении атомов может происходить отрыв электронов, в результате которого появятся свободные электроны и ионы.

Учитывая, что постоянная Больцмана К = = 8,61 • Ю-5 эв/град, легко подсчитать, что температура водорода должна быть порядка 100 000° К- Однако ионизация начнется значительно раньше и уже при температуре в несколько десятков тысяч градусов в газе будут находиться не только нейтральные атомы, но и электроны и ионы.

Таким образом, газ, нагретый до высокой температуры, представляет собой плазму. Число ионов в плазме непрерывно увеличивается с ростом температуры до тех пор, пока все атомы не будут полностью ионизированы.