एकत्रीकरण की तरल अवस्था के गुण। पदार्थ की चौथी अवस्था

सभी पदार्थ चार रूपों में से एक में मौजूद हो सकते हैं। उनमें से प्रत्येक पदार्थ की एक निश्चित समग्र अवस्था है। पृथ्वी की प्रकृति में, उनमें से तीन में एक बार में केवल एक का प्रतिनिधित्व किया जाता है। यह पानी है। यह देखना आसान है कि यह वाष्पित हो गया है, और पिघल गया है, और कठोर हो गया है। वह है भाप, पानी और बर्फ। वैज्ञानिकों ने सीखा है कि पदार्थ की समग्र अवस्थाओं को कैसे बदला जाए। उनके लिए सबसे बड़ी मुश्किल सिर्फ प्लाज्मा है। इस राज्य को विशेष परिस्थितियों की आवश्यकता है।

यह क्या है, यह किस पर निर्भर करता है और इसकी विशेषता क्या है?

यदि शरीर पदार्थ की एक और समग्र अवस्था में चला गया है, तो इसका मतलब यह नहीं है कि कुछ और प्रकट हुआ है। पदार्थ वही रहता है। यदि तरल में पानी के अणु होते, तो वही बर्फ के साथ भाप में होंगे। केवल उनका स्थान, गति की गति और एक दूसरे के साथ बातचीत की ताकतें बदल जाएंगी।

"कुल राज्य (ग्रेड 8)" विषय का अध्ययन करते समय, उनमें से केवल तीन पर विचार किया जाता है। ये तरल, गैस और ठोस हैं। उनकी अभिव्यक्तियाँ शारीरिक स्थितियों पर निर्भर करती हैं। वातावरण. इन राज्यों की विशेषताओं को तालिका में प्रस्तुत किया गया है।

पहला राज्य: ठोस

उसके मूलभूत अंतरदूसरों से कि अणुओं का कड़ाई से परिभाषित स्थान होता है। जब एकत्रीकरण की ठोस अवस्था के बारे में बात की जाती है, तो उनका अर्थ अक्सर क्रिस्टल से होता है। उनमें, जाली संरचना सममित और कड़ाई से आवधिक है। इसलिए, यह हमेशा संरक्षित रहता है, चाहे शरीर कितनी भी दूर क्यों न फैले। दोलन गतिइस जाली को नष्ट करने के लिए पदार्थ के पर्याप्त अणु नहीं हैं।

लेकिन अनाकार शरीर भी हैं। परमाणुओं की व्यवस्था में उनके पास सख्त संरचना का अभाव है। वे कहीं भी हो सकते हैं। लेकिन यह स्थान उतना ही स्थिर है जितना कि क्रिस्टलीय पिंड में। अनाकार और क्रिस्टलीय पदार्थों के बीच का अंतर यह है कि उनके पास एक विशिष्ट पिघलने (जमना) तापमान नहीं होता है और उन्हें तरलता की विशेषता होती है। ज्वलंत उदाहरणकांच और प्लास्टिक जैसी सामग्री।

दूसरा राज्य: तरल

पदार्थ की यह समग्र अवस्था ठोस और गैस के बीच का संकरण है। इसलिए, यह पहले और दूसरे से कुछ गुणों को जोड़ता है। तो, कणों और उनकी बातचीत के बीच की दूरी क्रिस्टल के मामले के समान ही है। लेकिन यहाँ स्थान और गति गैस के करीब है। इसलिए, तरल अपने आकार को बरकरार नहीं रखता है, लेकिन उस बर्तन में फैल जाता है जिसमें इसे डाला जाता है।

तीसरा राज्य: गैस

"भौतिकी" नामक विज्ञान के लिए, गैस के रूप में एकत्रीकरण की स्थिति अंतिम स्थान पर नहीं है। क्योंकि वह पढ़ रही है दुनिया, और उसमें हवा बहुत आम है।

इस अवस्था की विशेषताएं यह हैं कि अणुओं के बीच परस्पर क्रिया की शक्ति व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है। यह उनके मुक्त आंदोलन की व्याख्या करता है। जिससे गैसीय पदार्थ उसे दिए गए पूरे आयतन को भर देता है। इसके अलावा, सब कुछ इस स्थिति में स्थानांतरित किया जा सकता है, आपको बस वांछित मात्रा में तापमान बढ़ाने की आवश्यकता है।

चौथा राज्य: प्लाज्मा

पदार्थ की यह समग्र अवस्था एक गैस है जो पूर्ण या आंशिक रूप से आयनित होती है। इसका मतलब है कि इसमें ऋणात्मक और धनात्मक आवेशित कणों की संख्या लगभग समान होती है। यह स्थिति तब होती है जब गैस गर्म होती है। फिर थर्मल आयनीकरण की प्रक्रिया का तेज त्वरण होता है। यह इस तथ्य में निहित है कि अणु परमाणुओं में विभाजित होते हैं। बाद वाला फिर आयनों में बदल जाता है।

ब्रह्मांड के भीतर, ऐसी स्थिति बहुत आम है। क्योंकि इसमें सभी तारे और उनके बीच का माध्यम शामिल है। पृथ्वी की सतह की सीमाओं के भीतर, यह बहुत ही कम होता है। आयनमंडल और सौर वायु के अलावा, प्लाज्मा केवल गरज के साथ ही संभव है। बिजली की चमक में, ऐसी स्थितियाँ बन जाती हैं जिनमें वायुमंडल की गैसें पदार्थ की चौथी अवस्था में चली जाती हैं।

लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि प्रयोगशाला में प्लाज्मा नहीं बनाया गया है। पहली चीज जो पुन: उत्पन्न की जा सकती थी वह थी गैस का निर्वहन। प्लाज्मा अब फ्लोरोसेंट रोशनी और नियॉन संकेत भरता है।

राज्यों के बीच संक्रमण कैसे किया जाता है?

ऐसा करने के लिए, आपको कुछ शर्तें बनाने की आवश्यकता है: एक निरंतर दबाव और एक विशिष्ट तापमान। इस मामले में, किसी पदार्थ की समग्र अवस्थाओं में परिवर्तन ऊर्जा की रिहाई या अवशोषण के साथ होता है। इसके अलावा, यह संक्रमण बिजली की गति से नहीं होता है, लेकिन इसके लिए एक निश्चित समय की आवश्यकता होती है। इस समय के दौरान, शर्तों को अपरिवर्तित रहना चाहिए। संक्रमण दो रूपों में पदार्थ के एक साथ अस्तित्व के साथ होता है, जो थर्मल संतुलन बनाए रखता है।

पदार्थ की पहली तीन अवस्थाएँ परस्पर एक से दूसरे में जा सकती हैं। प्रत्यक्ष प्रक्रियाएं हैं और रिवर्स वाले हैं। उनके निम्नलिखित नाम हैं:

• गलन(ठोस से द्रव में) और क्रिस्टलीकरण, उदाहरण के लिए, बर्फ का पिघलना और पानी का जमना;
• वाष्पीकरण(तरल से गैसीय) और वाष्पीकरण, एक उदाहरण पानी का वाष्पीकरण और भाप से इसका उत्पादन है;
• उच्च बनाने की क्रिया(ठोस से गैसीय) तथा ऊर्ध्वपातन, उदाहरण के लिए, पहले वाले के लिए सूखे स्वाद का वाष्पीकरण और फ्रॉस्ट पैटर्नकांच पर दूसरे पर।

पिघलने और क्रिस्टलीकरण का भौतिकी

यदि एक ठोस पिंड को गर्म किया जाता है, तो एक निश्चित तापमान पर, कहा जाता है गलनांकएक विशिष्ट पदार्थ, एकत्रीकरण की स्थिति में परिवर्तन, जिसे पिघलने कहा जाता है, शुरू हो जाएगा। यह प्रक्रिया ऊर्जा के अवशोषण के साथ चलती है, जिसे कहते हैं गर्मी की मात्राऔर पत्र के साथ चिह्नित है क्यू. इसकी गणना करने के लिए, आपको पता होना चाहिए विशिष्ट ऊष्मागलन, जो दर्शाया गया है λ . और सूत्र इस तरह दिखता है:

क्यू = λ * एम, जहां m पिघलने में शामिल पदार्थ का द्रव्यमान है।

यदि रिवर्स प्रक्रिया होती है, यानी तरल का क्रिस्टलीकरण होता है, तो स्थितियां दोहराई जाती हैं। फर्क सिर्फ इतना है कि ऊर्जा निकलती है, और सूत्र में ऋण चिह्न दिखाई देता है।

वाष्पीकरण और संघनन का भौतिकी

पदार्थ के निरंतर ताप के साथ, यह धीरे-धीरे उस तापमान तक पहुंच जाएगा जिस पर इसका गहन वाष्पीकरण शुरू हो जाएगा। इस प्रक्रिया को वाष्पीकरण कहा जाता है। यह फिर से ऊर्जा के अवशोषण की विशेषता है। बस इसकी गणना करने के लिए, आपको यह जानने की जरूरत है वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा आर. और सूत्र होगा:

क्यू = आर * एम.

विपरीत प्रक्रिया या संघनन समान मात्रा में ऊष्मा के निकलने के साथ होता है। इसलिए, सूत्र में फिर से एक ऋण दिखाई देता है।

यह समझने के लिए कि पदार्थ की समग्र स्थिति क्या है, याद रखें या अपने हाथों में आइसक्रीम लेकर गर्मियों में नदी के पास खुद की कल्पना करें। बढ़िया तस्वीर, है ना?

तो, इस मूर्ति में, भोग के अलावा, व्यक्ति शारीरिक अवलोकन भी कर सकता है। पानी पर ध्यान दें। नदी में यह तरल है, बर्फ के रूप में आइसक्रीम की संरचना में यह ठोस है, और आकाश में बादलों के रूप में यह गैसीय है। यानी यह एक साथ तीन अलग-अलग राज्यों में है। भौतिकी में, इसे पदार्थ की समग्र अवस्था कहा जाता है। एकत्रीकरण की तीन अवस्थाएँ होती हैं - ठोस, तरल और गैसीय।

पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति में परिवर्तन

हम प्रकृति में अपनी आँखों से पदार्थ की समग्र अवस्थाओं में परिवर्तन को देख सकते हैं। जल निकायों की सतह से पानी वाष्पित हो जाता है और बादल बन जाते हैं। तो तरल गैस में बदल जाता है। सर्दियों में, जलाशयों में पानी जम जाता है, एक ठोस अवस्था में बदल जाता है, और वसंत में यह फिर से पिघल जाता है, एक तरल में बदल जाता है। किसी पदार्थ के अणुओं का क्या होता है जब वह एक अवस्था से दूसरी अवस्था में परिवर्तित होता है? क्या वे बदल रहे हैं? क्या, उदाहरण के लिए, बर्फ के अणु वाष्प के अणुओं से भिन्न होते हैं? उत्तर असमान है: नहीं। अणु बिल्कुल समान रहते हैं। उनकी गतिज ऊर्जा बदलती है, और तदनुसार, पदार्थ के गुण।वाष्प के अणुओं की ऊर्जा अलग-अलग दिशाओं में बिखरने के लिए पर्याप्त होती है, और ठंडा होने पर वाष्प एक तरल में संघनित हो जाती है, और अणुओं में अभी भी लगभग मुक्त गति के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है, लेकिन अन्य अणुओं के आकर्षण से अलग होने के लिए पर्याप्त नहीं होती है। और उड़ जाओ। और अधिक ठंडा होने पर, पानी जम जाता है, एक ठोस पिंड बन जाता है, और अणुओं की ऊर्जा अब शरीर के अंदर मुक्त गति के लिए भी पर्याप्त नहीं रह जाती है। वे लगभग एक स्थान पर दोलन करते हैं, जो अन्य अणुओं की आकर्षक शक्तियों द्वारा धारण किए जाते हैं।

पदार्थ की विभिन्न समग्र अवस्थाओं में गति की प्रकृति और अणुओं की अवस्था को निम्नलिखित तालिका में दर्शाया जा सकता है:

प्रक्रियाएं जिनमें पदार्थों की कुल अवस्था में परिवर्तन होता है, केवल छह।

किसी पदार्थ का ठोस से द्रव अवस्था में संक्रमण कहलाता है गलन, रिवर्स प्रक्रिया - क्रिस्टलीकरण. जब कोई पदार्थ द्रव से गैस में परिवर्तित होता है तो उसे कहते हैं वाष्पीकरण, गैस से द्रव में - वाष्पीकरण. एक ठोस अवस्था से सीधे गैस में, तरल अवस्था को दरकिनार करते हुए संक्रमण को कहा जाता है उच्च बनाने की क्रिया, रिवर्स प्रक्रिया - ऊर्ध्वपातन.

• 1. पिघलना
• 2. क्रिस्टलीकरण
• 3. वाष्पीकरण
• 4. संक्षेपण
• 5. उच्च बनाने की क्रिया
• 6. डीसब्लिमेशन

इन सभी संक्रमणों के उदाहरणहमने इसे अपने जीवन में कई बार देखा है। बर्फ पिघलने से पानी बनता है, पानी वाष्पित होकर भाप बनता है। विपरीत दिशा में, भाप, संघनित होकर, वापस पानी में चली जाती है, और पानी जमने पर बर्फ बन जाता है। और अगर आपको लगता है कि आप ऊर्ध्वपातन और ऊर्ध्वपातन की प्रक्रियाओं को नहीं जानते हैं, तो निष्कर्ष निकालने में जल्दबाजी न करें। किसी भी ठोस शरीर की गंध और कुछ नहीं बल्कि ऊर्ध्वपातन है। कुछ अणु शरीर से बाहर निकल जाते हैं, जिससे एक गैस बनती है जिसे हम सूंघ सकते हैं। और रिवर्स प्रक्रिया का एक उदाहरण सर्दियों में कांच पर पैटर्न है, जब हवा में वाष्प, ठंड, कांच पर बैठ जाती है और विचित्र पैटर्न बनाती है।

मुझे लगता है कि हर कोई पदार्थ की 3 बुनियादी समग्र अवस्थाओं को जानता है: तरल, ठोस और गैसीय। हम हर दिन और हर जगह पदार्थ की इन अवस्थाओं का सामना करते हैं। अक्सर उन्हें पानी के उदाहरण पर माना जाता है। पानी की तरल अवस्था हमारे लिए सबसे अधिक परिचित है। हम लगातार तरल पानी पीते हैं, यह हमारे नल से बहता है, और हम स्वयं 70% तरल पानी हैं। पानी की दूसरी समग्र अवस्था साधारण बर्फ है, जिसे हम सर्दियों में सड़क पर देखते हैं। गैसीय रूप में जल भी सरलता से पाया जाता है रोजमर्रा की जिंदगी. गैसीय अवस्था में, पानी है, हम सभी जानते हैं, भाप। यह तब देखा जा सकता है जब हम, उदाहरण के लिए, केतली को उबालते हैं। हां, यह 100 डिग्री पर होता है कि पानी तरल अवस्था से गैसीय अवस्था में जाता है।

ये पदार्थ की तीन समुच्चय अवस्थाएँ हैं जिनसे हम परिचित हैं। लेकिन क्या आप जानते हैं कि वास्तव में उनमें से 4 हैं? मुझे लगता है कि कम से कम एक बार सभी ने शब्द सुना " प्लाज्मा". और आज मैं चाहता हूं कि आप प्लाज्मा के बारे में और जानें - पदार्थ की चौथी अवस्था।

प्लाज्मा एक आंशिक या पूरी तरह से आयनित गैस है जिसमें धनात्मक और ऋणात्मक दोनों आवेशों का घनत्व समान होता है। प्लाज्मा गैस से प्राप्त किया जा सकता है - पदार्थ की तीसरी अवस्था से तीव्र ताप द्वारा। सामान्य तौर पर एकत्रीकरण की स्थिति, वास्तव में, पूरी तरह से तापमान पर निर्भर करती है। एकत्रीकरण की पहली अवस्था सबसे कम तापमान है जिस पर शरीर ठोस रहता है, एकत्रीकरण की दूसरी अवस्था वह तापमान होता है जिस पर शरीर पिघलना और तरल बनना शुरू होता है, एकत्रीकरण की तीसरी अवस्था उच्चतम तापमान होती है जिस पर पदार्थ बन जाता है गैस। प्रत्येक शरीर, पदार्थ के लिए, एकत्रीकरण की एक अवस्था से दूसरी अवस्था में संक्रमण का तापमान पूरी तरह से अलग होता है, किसी के लिए यह कम होता है, किसी के लिए यह अधिक होता है, लेकिन सभी के लिए यह इस क्रम में सख्ती से होता है। और किस तापमान पर कोई पदार्थ प्लाज्मा बनता है? चूंकि यह चौथा राज्य है, इसका मतलब है कि इसमें संक्रमण का तापमान पिछले प्रत्येक की तुलना में अधिक है। और वास्तव में यह है। गैस को आयनित करने के लिए, बहुत अधिक तापमान की आवश्यकता होती है। सबसे कम तापमान और कम आयनित (लगभग 1%) प्लाज्मा की विशेषता तापमान 100 हजार डिग्री तक है। स्थलीय परिस्थितियों में, ऐसे प्लाज्मा को बिजली के रूप में देखा जा सकता है। बिजली चैनल का तापमान 30 हजार डिग्री से अधिक हो सकता है, जो सूर्य की सतह के तापमान से 6 गुना अधिक है। वैसे, सूर्य और अन्य सभी तारे भी प्लाज्मा हैं, अधिक बार अभी भी उच्च तापमान। विज्ञान साबित करता है कि ब्रह्मांड के पूरे पदार्थ का लगभग 99% हिस्सा प्लाज्मा है।

कम तापमान वाले प्लाज्मा के विपरीत, उच्च तापमान वाले प्लाज्मा में लगभग 100% आयनीकरण होता है और तापमान 100 मिलियन डिग्री तक होता है। यह वास्तव में तारकीय तापमान है। पृथ्वी पर, ऐसा प्लाज्मा केवल एक मामले में पाया जाता है - थर्मो-न्यूक्लियर फ्यूजन पर प्रयोगों के लिए। कॉन-ट्रो-चाहे-रू-ए-मई प्रतिक्रिया काफी जटिल और ऊर्जा-महंगी है, लेकिन गैर-कॉन-ट्रो-चाहे-रू-ए-मे पर्याप्त है सुबह-से-पुरुष-अपने आप में एक हथियार की तरह था चिकना शक्ति का एक कान - एक थर्मो-न्यूक्लियर बम, 12 अगस्त, 1953 को यूएसएसआर द्वारा परीक्षण किया गया।

प्लाज्मा को न केवल तापमान और आयनीकरण की डिग्री के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है, बल्कि घनत्व और अर्ध-तटस्थता द्वारा भी वर्गीकृत किया जाता है। मुहावरा प्लाज्मा घनत्वआमतौर पर इसका मतलब है इलेक्ट्रॉन घनत्वयानी प्रति इकाई आयतन में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या। खैर, इसके साथ, मुझे लगता है कि सब कुछ स्पष्ट है। लेकिन हर कोई नहीं जानता कि अर्ध-तटस्थता क्या है। प्लाज्मा की अर्ध-तटस्थता इसके सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक है, जिसमें इसकी संरचना में शामिल सकारात्मक आयनों और इलेक्ट्रॉनों के घनत्व की लगभग सटीक समानता होती है। प्लाज्मा की अच्छी विद्युत चालकता के कारण, डेबी लंबाई से अधिक दूरी पर और कभी-कभी प्लाज्मा दोलनों की अवधि से अधिक दूरी पर धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों का पृथक्करण असंभव है। लगभग सभी प्लाज्मा अर्ध-तटस्थ होते हैं। एक गैर-अर्ध-तटस्थ प्लाज्मा का एक उदाहरण एक इलेक्ट्रॉन बीम है। हालांकि, गैर-तटस्थ प्लाज़्मा का घनत्व बहुत कम होना चाहिए, अन्यथा कूलम्ब प्रतिकर्षण के कारण वे जल्दी से क्षय हो जाएंगे।

हमने प्लाज्मा के बहुत कम स्थलीय उदाहरणों पर विचार किया है। लेकिन उनमें से काफी हैं। मनुष्य ने अपने भले के लिए प्लाज्मा का उपयोग करना सीख लिया है। पदार्थ की चौथी समग्र स्थिति के लिए धन्यवाद, हम गैस-डिस्चार्ज लैंप, प्लाज्मा टीवी ज़ो-रामी, इलेक्ट्रिक आर्क-वेल्डिंग, लेजर का उपयोग कर सकते हैं। साधारण गैस-निर्वहन फ्लोरोसेंट लैंप भी प्लाज्मा हैं। हमारी दुनिया में एक प्लाज्मा लैम्प भी है। यह मुख्य रूप से विज्ञान में अध्ययन करने के लिए और सबसे महत्वपूर्ण बात, फिलामेंटेशन सहित कुछ सबसे जटिल प्लाज्मा घटनाओं को देखने के लिए उपयोग किया जाता है। ऐसे दीपक की तस्वीर नीचे दी गई तस्वीर में देखी जा सकती है:

घरेलू प्लाज्मा उपकरणों के अलावा, प्राकृतिक प्लाज्मा को अक्सर पृथ्वी पर भी देखा जा सकता है। हम इसके एक उदाहरण के बारे में पहले ही बात कर चुके हैं। यह बिजली है। लेकिन बिजली के अलावा, प्लाज्मा घटना को उत्तरी रोशनी, "सेंट एल्मो की आग", पृथ्वी का आयनमंडल और निश्चित रूप से आग कहा जा सकता है।

ध्यान दें कि आग और बिजली दोनों और प्लाज्मा की अन्य अभिव्यक्तियाँ, जैसा कि हम इसे कहते हैं, जलती हैं। प्लाज्मा द्वारा प्रकाश के इतने उज्ज्वल उत्सर्जन का क्या कारण है? प्लाज्मा चमक आयनों के साथ पुनर्संयोजन के बाद उच्च-ऊर्जा अवस्था से निम्न-ऊर्जा अवस्था में इलेक्ट्रॉनों के संक्रमण के कारण होती है। यह प्रक्रिया उत्तेजित गैस के अनुरूप स्पेक्ट्रम के साथ विकिरण की ओर ले जाती है। इसलिए प्लाज्मा चमकता है।

मैं प्लाज्मा के इतिहास के बारे में भी कुछ बताना चाहूंगा। आखिरकार, एक समय में केवल दूध के तरल घटक और रक्त के रंगहीन घटक जैसे पदार्थों को ही प्लाज्मा कहा जाता था। 1879 में सब कुछ बदल गया। यह उस वर्ष था जब प्रसिद्ध अंग्रेजी वैज्ञानिक विलियम क्रुक्स ने गैसों में विद्युत चालकता की जांच करते हुए प्लाज्मा की घटना की खोज की थी। सच है, पदार्थ की इस अवस्था को 1928 में ही प्लाज्मा कहा जाता था। और यह इरविंग लैंगमुइर द्वारा किया गया था।

अंत में, मैं कहना चाहता हूं कि क्या दिलचस्प है और रहस्यमय घटना, बॉल लाइटिंग की तरह, जिसके बारे में मैंने इस साइट पर एक से अधिक बार लिखा है, यह, निश्चित रूप से, साधारण बिजली की तरह एक प्लास्मॉइड भी है। यह शायद सभी स्थलीय प्लाज्मा परिघटनाओं में सबसे असामान्य प्लास्मोइड है। आखिरकार, बॉल लाइटिंग के बारे में लगभग 400 बहुत अलग सिद्धांत हैं, लेकिन उनमें से एक को भी सही मायने में सही नहीं माना गया है। प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, समान लेकिन अल्पकालिक घटनाएं कई लोगों द्वारा प्राप्त की गई थीं विभिन्न तरीके, ताकि बॉल लाइटिंग की प्रकृति का प्रश्न खुला रहे।

साधारण प्लाज्मा, निश्चित रूप से, प्रयोगशालाओं में भी बनाया गया था। एक बार यह मुश्किल था, लेकिन अब ऐसा प्रयोग मुश्किल नहीं है। चूंकि प्लाज्मा हमारे घरेलू शस्त्रागार में मजबूती से प्रवेश कर चुका है, इसलिए प्रयोगशालाओं में इस पर बहुत सारे प्रयोग होते हैं।

प्लाज्मा के क्षेत्र में सबसे दिलचस्प खोज भारहीनता में प्लाज्मा के साथ प्रयोग थे। यह पता चला है कि प्लाज्मा एक निर्वात में क्रिस्टलीकृत होता है। यह इस तरह होता है: प्लाज्मा के आवेशित कण एक दूसरे को पीछे हटाना शुरू कर देते हैं, और जब उनके पास सीमित मात्रा होती है, तो वे अलग-अलग दिशाओं में बिखरते हुए, उन्हें आवंटित स्थान पर कब्जा कर लेते हैं। यह बहुत समान है क्रिस्टल लैटिस. क्या इसका मतलब यह नहीं है कि प्लाज्मा पदार्थ की पहली समग्र अवस्था और तीसरे के बीच की कड़ी है? आखिरकार, यह गैस के आयनीकरण के कारण एक प्लाज्मा बन जाता है, और एक निर्वात में, प्लाज्मा फिर से ठोस हो जाता है। लेकिन यह सिर्फ मेरा अनुमान है।

अंतरिक्ष में प्लाज्मा क्रिस्टल की संरचना भी अजीब होती है। इस संरचना को केवल अंतरिक्ष में, वास्तविक अंतरिक्ष निर्वात में देखा और अध्ययन किया जा सकता है। यहां तक ​​​​कि अगर आप पृथ्वी पर एक वैक्यूम बनाते हैं और वहां एक प्लाज्मा लगाते हैं, तो गुरुत्वाकर्षण बस पूरे "चित्र" को निचोड़ लेगा जो अंदर बनता है। अंतरिक्ष में, प्लाज्मा क्रिस्टल बस तीन-आयामी त्रि-आयामी संरचना का निर्माण करते हैं। अजीब तरह का आकार. पृथ्वी वैज्ञानिकों को कक्षा में प्लाज्मा के अवलोकन के परिणाम भेजने के बाद, यह पता चला कि प्लाज्मा में घूमने वाले अजीब तरीके से हमारी आकाशगंगा की संरचना की नकल करते हैं। और इसका मतलब है कि भविष्य में यह समझना संभव होगा कि प्लाज्मा का अध्ययन करके हमारी आकाशगंगा का जन्म कैसे हुआ। नीचे दी गई तस्वीरें समान क्रिस्टलीकृत प्लाज्मा दिखाती हैं।

प्लाज्मा के विषय पर मैं बस इतना ही कहना चाहूंगा। मुझे आशा है कि यह आपको रुचिकर और आश्चर्यचकित करेगा। आखिरकार, यह वास्तव में एक अद्भुत घटना है, या बल्कि एक अवस्था है - पदार्थ के एकत्रीकरण की चौथी अवस्था।

पदार्थ की कुल अवस्था

पदार्थ- रासायनिक बंधों द्वारा परस्पर जुड़े कणों का एक वास्तविक जीवन सेट और कुछ शर्तों के तहत एकत्रीकरण के राज्यों में से एक में। किसी भी पदार्थ में बहुत का संयोजन होता है एक बड़ी संख्या मेंकण: परमाणु, अणु, आयन, जो एक दूसरे के साथ सहयोगी बन सकते हैं, जिन्हें समुच्चय या समूह भी कहा जाता है। सहयोगियों में कणों के तापमान और व्यवहार के आधार पर (कणों की पारस्परिक व्यवस्था, उनकी संख्या और एक सहयोगी में बातचीत, साथ ही अंतरिक्ष में सहयोगियों का वितरण और एक दूसरे के साथ उनकी बातचीत), एक पदार्थ दो मुख्य राज्यों में हो सकता है। एकत्रीकरण का - क्रिस्टलीय (ठोस) या गैसीय,और एकत्रीकरण के संक्रमणकालीन राज्यों में - अनाकार (ठोस), लिक्विड क्रिस्टल, तरल और वाष्प।एकत्रीकरण की ठोस, लिक्विड-क्रिस्टल और तरल अवस्थाएँ संघनित होती हैं, और वाष्पशील और गैसीय रूप से डिस्चार्ज होती हैं।

अवस्था- यह सजातीय सूक्ष्मजीवों का एक सेट है, जो समान क्रम और कणों की एकाग्रता की विशेषता है और एक इंटरफ़ेस से बंधे पदार्थ के मैक्रोस्कोपिक वॉल्यूम में संलग्न है। इस समझ में, चरण केवल उन पदार्थों के लिए विशेषता है जो क्रिस्टलीय और गैसीय अवस्था में होते हैं, क्योंकि वे सजातीय समुच्चय राज्य हैं।

मेटाफ़ेज़- यह विषम सूक्ष्म क्षेत्रों का एक सेट है जो कणों के क्रम या उनकी एकाग्रता की डिग्री में एक दूसरे से भिन्न होता है और एक इंटरफ़ेस से बंधे पदार्थ के मैक्रोस्कोपिक वॉल्यूम में संलग्न होता है। इस समझ में, मेटाफ़ेज़ केवल उन पदार्थों के लिए विशेषता है जो एकत्रीकरण के अमानवीय संक्रमण राज्यों में हैं। विभिन्न चरण और रूपक एक दूसरे के साथ मिल सकते हैं, एकत्रीकरण की एक स्थिति बनाते हैं, और फिर उनके बीच कोई इंटरफ़ेस नहीं होता है।

आमतौर पर "मूल" और "संक्रमणकालीन" एकत्रीकरण की स्थिति की अवधारणा को अलग नहीं करते हैं। "कुल राज्य", "चरण" और "मेसोफ़ेज़" की अवधारणाओं को अक्सर समानार्थक शब्द के रूप में उपयोग किया जाता है। पदार्थों की अवस्था के लिए पाँच संभावित समग्र अवस्थाओं पर विचार करना उचित है: ठोस, लिक्विड क्रिस्टल, तरल, वाष्प, गैसीय।एक चरण से दूसरे चरण में संक्रमण को पहले और दूसरे क्रम का चरण संक्रमण कहा जाता है। पहले प्रकार के चरण संक्रमण की विशेषता है:

भौतिक परिमाण में अचानक परिवर्तन जो पदार्थ की स्थिति (आयतन, घनत्व, चिपचिपाहट, आदि) का वर्णन करता है;

एक निश्चित तापमान जिस पर एक निश्चित चरण संक्रमण होता है

एक निश्चित ऊष्मा जो इस संक्रमण की विशेषता है, क्योंकि अंतर-आणविक बंधनों को तोड़ना।

एकत्रीकरण के एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमण के दौरान पहली तरह के चरण संक्रमण देखे जाते हैं। दूसरे प्रकार के चरण संक्रमण तब देखे जाते हैं जब एकत्रीकरण की एक ही अवस्था में कणों का क्रम बदल जाता है, और इसकी विशेषता होती है:

धीमे धीमे बदलाव भौतिक गुणपदार्थ;

किसी पदार्थ के कणों के क्रम में परिवर्तन बाहरी क्षेत्रों के एक ढाल की क्रिया के तहत या एक निश्चित तापमान पर होता है, जिसे चरण संक्रमण तापमान कहा जाता है;

दूसरे क्रम के चरण संक्रमण की गर्मी शून्य के बराबर और करीब है।

पहले और दूसरे क्रम के चरण संक्रमणों के बीच मुख्य अंतर यह है कि पहली तरह के संक्रमण के दौरान, सबसे पहले, सिस्टम के कणों की ऊर्जा बदल जाती है, और दूसरी तरह के संक्रमण के मामले में, क्रम का क्रम प्रणाली के कण।

किसी पदार्थ का ठोस से द्रव अवस्था में संक्रमण कहलाता है गलनऔर इसके गलनांक की विशेषता है। किसी पदार्थ का द्रव से वाष्प अवस्था में संक्रमण कहलाता है वाष्पीकरणऔर क्वथनांक द्वारा विशेषता। एक छोटे आणविक भार और कमजोर अंतर-आणविक संपर्क वाले कुछ पदार्थों के लिए, तरल अवस्था को दरकिनार करते हुए, ठोस अवस्था से वाष्प अवस्था में सीधा संक्रमण संभव है। इस तरह के एक संक्रमण कहा जाता है उच्च बनाने की क्रियाये सभी प्रक्रियाएं विपरीत दिशा में आगे बढ़ सकती हैं: तब उन्हें कहा जाता है हिमीकरण, संघनन, ऊर्ध्वपातन।

पदार्थ जो पिघलने और उबालने के दौरान विघटित नहीं होते हैं, तापमान और दबाव के आधार पर, एकत्रीकरण के सभी चार राज्यों में हो सकते हैं।

ठोस अवस्था

पर्याप्त रूप से कम तापमान पर, लगभग सभी पदार्थ ठोस अवस्था में होते हैं। इस अवस्था में, किसी पदार्थ के कणों के बीच की दूरी स्वयं कणों के आकार के बराबर होती है, जो उनकी मजबूत बातचीत और गतिज ऊर्जा पर उनकी संभावित ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण अतिरिक्त सुनिश्चित करता है। ठोसकेवल उनकी स्थिति के सापेक्ष मामूली कंपन और घुमाव द्वारा सीमित है, और उनके पास कोई अनुवाद संबंधी आंदोलन नहीं है। इससे कणों की व्यवस्था में आंतरिक व्यवस्था होती है। इसलिए, ठोस पदार्थों को उनके स्वयं के आकार, यांत्रिक शक्ति, निरंतर मात्रा (वे व्यावहारिक रूप से असम्पीडित हैं) की विशेषता है। कणों के क्रम की डिग्री के आधार पर, ठोस को विभाजित किया जाता है क्रिस्टलीय और अनाकार।

क्रिस्टलीय पदार्थों को सभी कणों की व्यवस्था में क्रम की उपस्थिति की विशेषता है। क्रिस्टलीय पदार्थों के ठोस चरण में ऐसे कण होते हैं जो एक सजातीय संरचना बनाते हैं, जो सभी दिशाओं में एक ही इकाई कोशिका की सख्त दोहराव की विशेषता होती है। क्रिस्टल की प्राथमिक कोशिका कणों की व्यवस्था में त्रि-आयामी आवधिकता की विशेषता है, अर्थात। इसकी क्रिस्टल जाली। क्रिस्टल जाली को क्रिस्टल बनाने वाले कणों के प्रकार और उनके बीच आकर्षक बलों की प्रकृति के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है।

कई क्रिस्टलीय पदार्थ, स्थितियों (तापमान, दबाव) के आधार पर, एक अलग क्रिस्टल संरचना हो सकती है। इस घटना को कहा जाता है बहुरूपता।कार्बन के प्रसिद्ध बहुरूपी संशोधन: ग्रेफाइट, फुलरीन, हीरा, कार्बाइन।

अनाकार (आकारहीन) पदार्थ।यह राज्य पॉलिमर के लिए विशिष्ट है। लंबे अणु आसानी से झुक जाते हैं और अन्य अणुओं के साथ जुड़ जाते हैं, जिससे कणों की व्यवस्था में अनियमितता होती है।

अनाकार कणों और क्रिस्टलीय कणों के बीच अंतर:

आइसोट्रॉपी - सभी दिशाओं में किसी पिंड या माध्यम के भौतिक और रासायनिक गुणों की समानता, अर्थात। दिशा से संपत्तियों की स्वतंत्रता;

कोई निश्चित गलनांक नहीं।

ग्लास, फ्यूज्ड क्वार्ट्ज और कई पॉलिमर में एक अनाकार संरचना होती है। अनाकार पदार्थ क्रिस्टलीय पदार्थों की तुलना में कम स्थिर होते हैं, और इसलिए कोई भी अनाकार शरीरसमय के साथ, यह ऊर्जावान रूप से अधिक स्थिर अवस्था में जा सकता है - एक क्रिस्टलीय।

तरल अवस्था

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, कणों के ऊष्मीय कंपन की ऊर्जा बढ़ती है, और प्रत्येक पदार्थ के लिए एक तापमान होता है, जिससे शुरू होकर थर्मल कंपन की ऊर्जा बांड की ऊर्जा से अधिक हो जाती है। कण एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरण करते हुए विभिन्न गति कर सकते हैं। वे अभी भी संपर्क में रहते हैं, हालांकि कणों की सही ज्यामितीय संरचना का उल्लंघन होता है - पदार्थ एक तरल अवस्था में मौजूद होता है। कणों की गतिशीलता के कारण, तरल अवस्था में ब्राउनियन गति, प्रसार और कणों की अस्थिरता की विशेषता होती है। एक तरल की एक महत्वपूर्ण संपत्ति चिपचिपाहट है, जो अंतर-सहयोगी बलों की विशेषता है जो एक तरल के मुक्त प्रवाह को रोकते हैं।

तरल पदार्थ पदार्थों की गैसीय और ठोस अवस्था के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं। गैस की तुलना में अधिक व्यवस्थित संरचना, लेकिन एक ठोस से कम।

भाप और गैसीय अवस्थाएँ

वाष्प-गैसीय अवस्था आमतौर पर प्रतिष्ठित नहीं होती है।

गैस - यह एक अत्यंत दुर्लभ सजातीय प्रणाली है, जिसमें अलग-अलग अणु एक दूसरे से दूर होते हैं, जिसे एकल गतिशील चरण माना जा सकता है।

भाप - यह एक अत्यधिक निर्वहन वाली अमानवीय प्रणाली है, जो अणुओं और इन अणुओं से युक्त अस्थिर छोटे सहयोगियों का मिश्रण है।

आणविक गतिज सिद्धांत निम्नलिखित मान्यताओं के आधार पर एक आदर्श गैस के गुणों की व्याख्या करता है: अणु निरंतर यादृच्छिक गति करते हैं; अंतर-आणविक दूरियों की तुलना में गैस के अणुओं का आयतन नगण्य होता है; गैस के अणुओं के बीच कोई आकर्षक या प्रतिकारक बल नहीं होते हैं; गैस के अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा उसके निरपेक्ष तापमान के समानुपाती होती है। इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन की ताकतों की तुच्छता और एक बड़ी मुक्त मात्रा की उपस्थिति के कारण, गैसों की विशेषता है: थर्मल गति और आणविक प्रसार की एक उच्च दर, अणुओं की अधिक से अधिक मात्रा पर कब्जा करने की इच्छा, साथ ही साथ उच्च संपीड्यता

एक पृथक गैस-चरण प्रणाली को चार मापदंडों की विशेषता है: दबाव, तापमान, आयतन, पदार्थ की मात्रा। इन मापदंडों के बीच संबंध एक आदर्श गैस के लिए राज्य के समीकरण द्वारा वर्णित है:

R = 8.31 kJ/mol सार्वत्रिक गैस नियतांक है।

मुझे लगता है कि हर कोई पदार्थ की 3 बुनियादी समग्र अवस्थाओं को जानता है: तरल, ठोस और गैसीय। हम हर दिन और हर जगह पदार्थ की इन अवस्थाओं का सामना करते हैं। अक्सर उन्हें पानी के उदाहरण पर माना जाता है। पानी की तरल अवस्था हमारे लिए सबसे अधिक परिचित है। हम लगातार तरल पानी पीते हैं, यह हमारे नल से बहता है, और हम स्वयं 70% तरल पानी हैं। पानी की दूसरी समग्र अवस्था साधारण बर्फ है, जिसे हम सर्दियों में सड़क पर देखते हैं। गैसीय रूप में, दैनिक जीवन में भी पानी आसानी से मिल जाता है। गैसीय अवस्था में, पानी है, हम सभी जानते हैं, भाप। यह तब देखा जा सकता है जब हम, उदाहरण के लिए, केतली को उबालते हैं। हां, यह 100 डिग्री पर होता है कि पानी तरल अवस्था से गैसीय अवस्था में जाता है।

ये पदार्थ की तीन समुच्चय अवस्थाएँ हैं जिनसे हम परिचित हैं। लेकिन क्या आप जानते हैं कि वास्तव में उनमें से 4 हैं? मुझे लगता है कि कम से कम एक बार सभी ने "प्लाज्मा" शब्द सुना। और आज मैं चाहता हूं कि आप प्लाज्मा के बारे में और जानें - पदार्थ की चौथी अवस्था।

प्लाज्मा एक आंशिक या पूरी तरह से आयनित गैस है जिसमें धनात्मक और ऋणात्मक दोनों आवेशों का घनत्व समान होता है। प्लाज्मा गैस से प्राप्त किया जा सकता है - पदार्थ की तीसरी अवस्था से तीव्र ताप द्वारा। सामान्य तौर पर एकत्रीकरण की स्थिति, वास्तव में, पूरी तरह से तापमान पर निर्भर करती है। एकत्रीकरण की पहली अवस्था सबसे कम तापमान है जिस पर शरीर ठोस रहता है, एकत्रीकरण की दूसरी अवस्था वह तापमान होता है जिस पर शरीर पिघलना और तरल बनना शुरू होता है, एकत्रीकरण की तीसरी अवस्था उच्चतम तापमान होती है जिस पर पदार्थ बन जाता है गैस। प्रत्येक शरीर, पदार्थ के लिए, एकत्रीकरण की एक अवस्था से दूसरी अवस्था में संक्रमण का तापमान पूरी तरह से अलग होता है, किसी के लिए यह कम होता है, किसी के लिए यह अधिक होता है, लेकिन सभी के लिए यह इस क्रम में सख्ती से होता है। और किस तापमान पर कोई पदार्थ प्लाज्मा बनता है? चूंकि यह चौथा राज्य है, इसका मतलब है कि इसमें संक्रमण का तापमान पिछले प्रत्येक की तुलना में अधिक है। और वास्तव में यह है। गैस को आयनित करने के लिए, बहुत अधिक तापमान की आवश्यकता होती है। सबसे कम तापमान और कम आयनित (लगभग 1%) प्लाज्मा की विशेषता तापमान 100 हजार डिग्री तक है। स्थलीय परिस्थितियों में, ऐसे प्लाज्मा को बिजली के रूप में देखा जा सकता है। बिजली चैनल का तापमान 30 हजार डिग्री से अधिक हो सकता है, जो सूर्य की सतह के तापमान से 6 गुना अधिक है। वैसे, सूर्य और अन्य सभी तारे भी प्लाज्मा हैं, अधिक बार अभी भी उच्च तापमान। विज्ञान साबित करता है कि ब्रह्मांड के पूरे पदार्थ का लगभग 99% हिस्सा प्लाज्मा है।

कम तापमान वाले प्लाज्मा के विपरीत, उच्च तापमान वाले प्लाज्मा में लगभग 100% आयनीकरण होता है और तापमान 100 मिलियन डिग्री तक होता है। यह वास्तव में तारकीय तापमान है। पृथ्वी पर, ऐसा प्लाज्मा केवल एक मामले में पाया जाता है - थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन पर प्रयोगों के लिए। एक नियंत्रित प्रतिक्रिया काफी जटिल और ऊर्जा-गहन है, लेकिन एक अनियंत्रित ने खुद को विशाल शक्ति के हथियार के रूप में पर्याप्त रूप से साबित कर दिया है - 12 अगस्त, 1953 को यूएसएसआर द्वारा परीक्षण किया गया थर्मोन्यूक्लियर बम।

प्लाज्मा को न केवल तापमान और आयनीकरण की डिग्री के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है, बल्कि घनत्व और अर्ध-तटस्थता द्वारा भी वर्गीकृत किया जाता है। मुहावरा प्लाज्मा घनत्वआमतौर पर इसका मतलब है इलेक्ट्रॉन घनत्वयानी प्रति इकाई आयतन में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या। खैर, इसके साथ, मुझे लगता है कि सब कुछ स्पष्ट है। लेकिन हर कोई नहीं जानता कि अर्ध-तटस्थता क्या है। प्लाज्मा की अर्ध-तटस्थता इसके सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक है, जिसमें इसकी संरचना में शामिल सकारात्मक आयनों और इलेक्ट्रॉनों के घनत्व की लगभग सटीक समानता होती है। प्लाज्मा की अच्छी विद्युत चालकता के कारण, डेबी लंबाई से अधिक दूरी पर और कभी-कभी प्लाज्मा दोलनों की अवधि से अधिक दूरी पर धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों का पृथक्करण असंभव है। लगभग सभी प्लाज्मा अर्ध-तटस्थ होते हैं। एक गैर-अर्ध-तटस्थ प्लाज्मा का एक उदाहरण एक इलेक्ट्रॉन बीम है। हालांकि, गैर-तटस्थ प्लाज़्मा का घनत्व बहुत कम होना चाहिए, अन्यथा कूलम्ब प्रतिकर्षण के कारण वे जल्दी से क्षय हो जाएंगे।

हमने प्लाज्मा के बहुत कम स्थलीय उदाहरणों पर विचार किया है। लेकिन उनमें से काफी हैं। मनुष्य ने अपने भले के लिए प्लाज्मा का उपयोग करना सीख लिया है। पदार्थ की चौथी समग्र स्थिति के लिए धन्यवाद, हम गैस डिस्चार्ज लैंप, प्लाज्मा टीवी, इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंग और लेजर का उपयोग कर सकते हैं। साधारण गैस-निर्वहन फ्लोरोसेंट लैंप भी प्लाज्मा हैं। हमारी दुनिया में एक प्लाज्मा लैम्प भी है। यह मुख्य रूप से विज्ञान में अध्ययन करने के लिए और सबसे महत्वपूर्ण बात, फिलामेंटेशन सहित कुछ सबसे जटिल प्लाज्मा घटनाओं को देखने के लिए उपयोग किया जाता है। ऐसे दीपक की तस्वीर नीचे दी गई तस्वीर में देखी जा सकती है:

घरेलू प्लाज्मा उपकरणों के अलावा, प्राकृतिक प्लाज्मा को अक्सर पृथ्वी पर भी देखा जा सकता है। हम इसके एक उदाहरण के बारे में पहले ही बात कर चुके हैं। यह बिजली है। लेकिन बिजली के अलावा, प्लाज्मा घटना को उत्तरी रोशनी, "सेंट एल्मो की आग", पृथ्वी का आयनमंडल और निश्चित रूप से आग कहा जा सकता है।

ध्यान दें कि आग और बिजली दोनों और प्लाज्मा की अन्य अभिव्यक्तियाँ, जैसा कि हम इसे कहते हैं, जलती हैं। प्लाज्मा द्वारा प्रकाश के इतने उज्ज्वल उत्सर्जन का क्या कारण है? प्लाज्मा चमक आयनों के साथ पुनर्संयोजन के बाद उच्च-ऊर्जा अवस्था से निम्न-ऊर्जा अवस्था में इलेक्ट्रॉनों के संक्रमण के कारण होती है। यह प्रक्रिया उत्तेजित गैस के अनुरूप स्पेक्ट्रम के साथ विकिरण की ओर ले जाती है। इसलिए प्लाज्मा चमकता है।

मैं प्लाज्मा के इतिहास के बारे में भी कुछ बताना चाहूंगा। आखिरकार, एक समय में केवल दूध के तरल घटक और रक्त के रंगहीन घटक जैसे पदार्थों को ही प्लाज्मा कहा जाता था। 1879 में सब कुछ बदल गया। यह उस वर्ष था जब प्रसिद्ध अंग्रेजी वैज्ञानिक विलियम क्रुक्स ने गैसों में विद्युत चालकता की जांच करते हुए प्लाज्मा की घटना की खोज की थी। सच है, पदार्थ की इस अवस्था को 1928 में ही प्लाज्मा कहा जाता था। और यह इरविंग लैंगमुइर द्वारा किया गया था।

अंत में, मैं यह कहना चाहता हूं कि बॉल लाइटिंग जैसी दिलचस्प और रहस्यमय घटना, जिसके बारे में मैंने इस साइट पर एक से अधिक बार लिखा है, निश्चित रूप से, साधारण बिजली की तरह एक प्लास्मोइड भी है। यह शायद सभी स्थलीय प्लाज्मा परिघटनाओं में सबसे असामान्य प्लास्मोइड है। आखिरकार, बॉल लाइटिंग के बारे में लगभग 400 बहुत अलग सिद्धांत हैं, लेकिन उनमें से एक को भी सही मायने में सही नहीं माना गया है। प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, समान लेकिन अल्पकालिक घटनाएं कई अलग-अलग तरीकों से प्राप्त की गई हैं, इसलिए बॉल लाइटिंग की प्रकृति का सवाल खुला रहता है।

साधारण प्लाज्मा, निश्चित रूप से, प्रयोगशालाओं में भी बनाया गया था। एक बार यह मुश्किल था, लेकिन अब ऐसा प्रयोग मुश्किल नहीं है। चूंकि प्लाज्मा हमारे घरेलू शस्त्रागार में मजबूती से प्रवेश कर चुका है, इसलिए प्रयोगशालाओं में इस पर बहुत सारे प्रयोग होते हैं।

प्लाज्मा के क्षेत्र में सबसे दिलचस्प खोज भारहीनता में प्लाज्मा के साथ प्रयोग थे। यह पता चला है कि प्लाज्मा एक निर्वात में क्रिस्टलीकृत होता है। यह इस तरह होता है: प्लाज्मा के आवेशित कण एक दूसरे को पीछे हटाना शुरू कर देते हैं, और जब उनके पास सीमित मात्रा होती है, तो वे अलग-अलग दिशाओं में बिखरते हुए, उन्हें आवंटित स्थान पर कब्जा कर लेते हैं। यह क्रिस्टल जाली के समान है। क्या इसका मतलब यह नहीं है कि प्लाज्मा पदार्थ की पहली समग्र अवस्था और तीसरे के बीच की कड़ी है? आखिरकार, यह गैस के आयनीकरण के कारण एक प्लाज्मा बन जाता है, और एक निर्वात में, प्लाज्मा फिर से ठोस हो जाता है। लेकिन यह सिर्फ मेरा अनुमान है।

अंतरिक्ष में प्लाज्मा क्रिस्टल की संरचना भी अजीब होती है। इस संरचना को केवल अंतरिक्ष में, वास्तविक अंतरिक्ष निर्वात में देखा और अध्ययन किया जा सकता है। यहां तक ​​​​कि अगर आप पृथ्वी पर एक वैक्यूम बनाते हैं और वहां एक प्लाज्मा लगाते हैं, तो गुरुत्वाकर्षण बस पूरे "चित्र" को निचोड़ लेगा जो अंदर बनता है। अंतरिक्ष में, हालांकि, प्लाज्मा क्रिस्टल बस एक अजीब आकार की एक त्रि-आयामी संरचना का निर्माण करते हुए, उड़ान भरते हैं। पृथ्वी वैज्ञानिकों को कक्षा में प्लाज्मा के अवलोकन के परिणाम भेजने के बाद, यह पता चला कि प्लाज्मा में घूमने वाले अजीब तरीके से हमारी आकाशगंगा की संरचना की नकल करते हैं। और इसका मतलब है कि भविष्य में यह समझना संभव होगा कि प्लाज्मा का अध्ययन करके हमारी आकाशगंगा का जन्म कैसे हुआ। नीचे दी गई तस्वीरें समान क्रिस्टलीकृत प्लाज्मा दिखाती हैं।