Тунгусский и Челябинский метеориты. Научные мифологемы

Тела обычно находятся в твердом, жидком и газообразном состояниях. Плазму часто называют "четвертым состоянием вещества". Коллективное взаимодействие частиц, связанное с кулоновскими силами, позволяет рассматривать плазму как особое агрегатное состояние вещества. Ее отличает: сильное взаимодействие с внешними магнитными и электрическими полями, обусловленное высокой электропроводностью плазмы; взаимодействие частиц плазмы посредством поля; наличие упругих свойств, приводящих к возможности возбуждения и распространения в плазме разнообразных колебаний и волн. Свойство большой электропроводности приближает по этому признаку плазму к проводникам. За счет актов ионизации плазменные тела растут, притягивая к себе новые заряды из окружающего пространства. В плазме также протекают процессы противоположного направления. При определенной температуре за счет рекомбинации происходит убыль заряженных частиц. Рекомбинация – это процесс нейтрализации при встрече разноименных ионов или воссоединение иона с электроном с превращением последнего в нейтральную молекулу (атом). Исчезновение ионов, по существу, является процессом, противоположным возникновению. Возникновение и исчезновение плазмы в природе – это постоянный процесс, который происходит как днем, так и ночью.

Систематическое изучение электрических токов и разрядов в газах было начато лишь в конце 19 века. Была установлена природа газовых разрядов в различных условиях. Однако, ввиду сложности этих явлений, точной количественной теории их не существует до настоящего времени. Ионизация газа, возникающая в результате вырывания электронов из молекул и атомов самого газа, называется объемной ионизацией, так как источники ионов здесь распределены в объеме, занимаемом газом. Помимо объемной ионизации существует поверхностная ионизация. При таком виде ионы, или электроны, поступают в газ со стенок сосуда, в котором он заключен, или с поверхности тел, вносимых в газ. Например, источником электронов могут служить раскаленные тела (термоэлектронная эмиссия) или поверхность металла, освещаемая ультрафиолетовым излучением (фотоэлектрический эффект).

Пламя огня и разрядный канал молнии образуют плазму в природных условиях. Искусственная плазма создается в газоразрядных лампах, при газовых разрядах. Заряженные частицы, входящие в ее состав, непрерывно находятся в ускоряющем электрическом поле. Средняя кинетическая энергия зарядов в газоразрядной плазме значительно превышает среднюю энергию нейтральных частиц плазмы. В плазме отсутствует термодинамическое равновесие. Если поддерживать неравновесное состояние, то в плазме будут проходить токи. После удаления внешнего поля, приложенного к плазме, заряды в газе исчезают, атомы и молекулы переходят в нейтральное состояние.

9. Глобальная электрическая цепь

9.1 Искусственные плазменные образования в атмосфере

В магнитосфере Земли, за пределами ионосферы, расположены плазмосфера и радиационные пояса. Магнитосфера Земли – область околоземного пространства, занятая геомагнитным полем [94]. Плазмосферой называется внутренняя область магнитосферы, по форме напоминающая тор, содержащая холодную плазму, с энергий менее 1–2 эВ и плотностью частиц 100–1000 см^–3 [95]. Когда число частиц одного сорта в плазме велико, ее называют газовой и рассматривают в термодинамическом отношении как идеальный газ. Действие полей Земли и искусственных электромагнитных излучений на плазму, расположенную в разреженной атмосфере, трудно обнаружить. Ученые Мюнхенского Института космической физики и астрофизики им. Макса Планка провели серию экспериментов с образованием искусственных облаков плазмы в космическом пространстве [11]. В магнитосфере Земли создавалось видимое плазменное облако и изучалось его поведение. Исследователи исходили из того, что поведение заряженных частиц в электрическом и магнитном поле соответствует теории физики. Если положительно заряженный ион или отрицательно заряженный электрон попадают в магнитное поле и компонента скорости перпендикулярна к этому полю, то частицы начинают двигаться по окружностям вокруг силовых линий. Компонента скорости параллельная вектору напряженности магнитного поля (В) не меняется магнитным полем, и движение по этому направлению остается неизменным. В однородном магнитном поле, в случае произвольного направления вектора скорости, заряженная частица движется по спиральной линии, ось которой параллельна В [13. С. 365].