Plasma (Physik)

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Eine Kerzenflamme im Plattenkondensator, der abwechselnd auf 25 kV Spannung aufgeladen und anschließend wieder entladen wurde. Die Flamme verformt sich im elektrischen Feld, da sie ein Plasma ist und somit freie Ladungsträger enthält, die auf ein elektrisches Feld reagieren.

Als Plasma (von griech. πλάσμα plásma „das Gebildete, Geformte“) wird in der Physik ein gasartiges Teilchengemisch bezeichnet, das ganz oder zumindest teilweise aus freien, elektrisch positiv geladenen Ionen und negativ geladenen Elektronen besteht und daher elektrisch leitfähig ist. Der Ionisationsgrad kann zwischen weniger als 1 % und 100 % bei vollständiger Ionisation liegen.

Um ein Gas in den Plasmazustand umzuwandeln, muss die entsprechende Ionisierungsenergie zugeführt werden, die nötig ist, um ein Elektron aus der Elektronenhülle aus dem Atomverband herauszulösen. Sie hängt nach dem Coulombschen Gesetz von der Kernladungszahl LaTeX: Z und dem Abstand LaTeX: r des Elektrons vom Atomkern ab. Wegen der zunehmenden Kernladungszahl steigt sie innerhalb einer Periode des Periodensystems stark an.

Erste Ionisierungsenergie in Abhängigkeit von der Ordnungszahl

Schon die die bei der Verbrennung brennbarer Stoffe freigesetzte Energie reicht aus, um die Verbrennungsgase teilweise zu ionisieren. Schon eine einfache Kerzenflamme besteht daher aus einem Plasma mit vergleichsweise niedrigem Ionisationsgrad und lässt sich daher durch ein starkes elektrisches oder magnetisches Feld ablenken bzw. verformen (siehe Video rechts). Hochionisiertes Plasma entsteht bei elektrostatischen Entladungen und zeigt sich durch die Bildung eines Funkens wie etwa beim Blitzschlag.

Durch seine besonderen Eigenschaften wird der Plasmazustand als vierter Aggregatzustand aufgefasst und entspricht bezüglich seiner äußeren physikalischen Eigenschaften dem klassischen Feuerelement.

Siehe auch