Функции в организме
Необходимо рассмотреть, что делает каждое из названных соединений. Но для начала нужно сказать пару слов об общих функциях плазмы, как жидкой фракции крови в целом.
Она выполняет особую работу:
Главная функция плазмы — транспортировка форменных клеток по организму. Без этой части соединительной ткани подвижность веществ невозможна. Она механически захватывает красные и белые тельца, прочие клетки и потом переносит их по всему организму.
Ток может усилиться, если на то есть стимул от центральной нервной системы. Все зависит от конкретного случая. В этом смысла плазма выполняет функцию гомеостаза. То есть сохранения тела в естественном, динамическом равновесии.
Очищает организм. Плазма выступает своего рода уборщиком. Поскольку она циркулирует постоянно. Вещество может захватывать продукты распада тканей и клеток, отходы жизнедеятельности и выносит их к печени и почкам для естественной обработки и выведения из тела.
Кроме того, среди функций:
- Придание крови жидкой структуры. Благодаря плазме, как ни странно, соединительная ткань приобретает нужные реологические свойства. Если концентрация снижается, велика вероятность сгущения крови и образования тромбов. Это крайне опасное состояние.
- Связывание жидких сред организма. Тех, которые вырабатываются телом, его отдельными структурами. Например, межклеточного транссудата или прочих. Вопрос довольно обширный.
Это базовые функции, которые выполняет плазма как целостное макро-образование. Отдельные же вещества обеспечивают собственные задачи и решают их постоянно.
О чем идет речь?
Современные исследования
- Теория плазмы
- Проблема устойчивости плазмы
- Взаимодействие плазмы с волнами и пучками
- диффузия, проводимость и другие кинетические явления в плазме
- Адиабатические инварианты
- Слой Дебая
- Кулоновские столкновения
- типы разрядов
- тлеющий разряд
- искровой разряд
- коронный разряд
- дуговой разряд
- магнитогидродинамика
- Плазма в природе
- Ионосфера Земли
- Плазма в космосе, напр. плазмосфера Земли (внутренняя часть магнитосферы)
- Источники плазмы
- Диагностика плазмы
- Томсоновское рассеяние
- Зонды Ленгмюра
- Спектроскопия
- Интерферометрия
- Ионосферный нагрев
- Применения плазмы
- МГД генератор
- магнетронное распыление
- плазменная антенна
- плазма для атомизации и ионизации проб в спектроскопических методах
-
Термоядерный синтез
- Удержание в магнитных ловушках — токамак, стелларатор, обратный пинч, пробкотрон
- Инерционный термоядерный синтез
-
Ускорители
Кильватерное ускорение
- Промышленные плазмы
- плазмохимия
- плазменная обработка
- плазменные дисплеи
Состав плазмы
В структуре можно выделить несколько групп веществ.
- Вода составляет основную часть плазмы — на ее долю приходится почти 90% от общей массы. Вода относится к естественным растворителям. Потому без нее невозможны нормальные обменные процессы.
- Белки плазмы крови: альбумин, глобулины и фибриноген. Все они выполняют другие функции, если сравнить с водой.
- Аминокислоты. Строительный материал организма.
- Липиды. Они же жиры.
- Глюкоза.
- Также встречаются гормоны и ферменты. В рамках донорства, плазму, как правило, обрабатывают, выводя лишние соединения различными способами.
Состав довольно разнородный. Но каждое вещество решает стоящие перед ним задачи.
Условия – критерии признания плазмой система с заряженными частицами:
Любая система с заряженными частицами соответствует определению плазмы при наличии следующих условий-критериев:
– достаточной плотности наполняющих ее электронов, ионов и других структурных единиц вещества, чтобы каждая из них взаимодействовала с целой системой близкорасположенных заряженных частиц. Для коллективного взаимодействия заряженных частиц их расположение должно быть максимально близким и находиться в сфере влияния (сфере радиусом Дебая).
Условие считается выполненным, если число заряженных частиц в сфере влияния (сфера радиусом Дебая) достаточно для возникновения коллективных эффектов.
Математически это условие можно выразить так:
r3D·N ≫ 1, где r3D – сфера радиусом Дебая, N – концентрация заряженных частиц;
– приоритета внутренних взаимодействий. Это означает, что радиус дебаевского экранирования должен быть мал по сравнению с характерным размером плазмы. Условие выполняется, когда поверхностные эффекты в сравнении со значительными внутренними эффектами плазмы становятся ничтожно малы и ими пренебрегают.
Математически это условие можно выразить так:
rD / L ≪ 1, где rD –радиус Дебая, L – характерный размер плазмы;
– появления плазменной частоты. Данный критерий означает, что среднее время между столкновениями частиц велико по сравнению с периодом плазменных колебаний. Условие выполняется при возникновении плазменных колебаний, превосходящих молекулярно-кинетические.
Математическое описание
Плазму можно описывать на различных уровнях детализации. Обычно плазма описывается отдельно от электромагнитных полей. Совместное описание проводящей жидкости и электромагнитных полей даётся в теории магнитогидродинамических явлений или МГД теории.
Флюидная (жидкостная) модель
Во флюидной модели электроны описываются в терминах плотности, температуры и средней скорости. В основе модели лежат: уравнение баланса для плотности, уравнение сохранения импульса, уравнение баланса энергии электронов. В двухжидкостной модели таким же образом рассматриваются ионы.
Кинетическое описание
Иногда жидкостная модель оказывается недостаточной для описания плазмы. Более подробное описание даёт кинетическая модель, в которой плазма описывается в терминах функции распределения электронов по координатам и импульсам. В основе модели лежит уравнение Больцмана. Уравнение Больцмана неприменимо для описания плазмы заряженных частиц с кулоновским взаимодействием вследствие дальнодействующего характера кулоновских сил. Поэтому для описания плазмы с кулоновским взаимодействием используется уравнение Власова с самосогласованным электромагнитным полем, созданным заряженными частицами плазмы. Кинетическое описание необходимо применять в случае отсутствия термодинамического равновесия либо в случае присутствия сильных неоднородностей плазмы.
Particle-In-Cell (частица в ячейке)
Модели Particle-In-Cell используются для численного решения кинетических уравнений. Они включают в себя кинетическую информацию путём слежения за траекториями большого числа отдельных квазичастиц, каждая из которых отвечает некоторому числу реальных частиц (интегралу от функции распределения по ограниченной в фазовом пространстве области). Плотности электрического заряда и тока определяются путём суммирования заряда и квазичастиц в ячейках, которые малы по сравнению с рассматриваемой задачей, но, тем не менее, содержат большое число квазичастиц. Электрическое и магнитное поля находятся из плотностей зарядов и токов на границах ячеек. Не стоит путать модели PIC с прямым интегрированием уравнений движения реальных частиц, из которых состоит плазма — электронов и ионов — поскольку общее число квазичастиц в PIC-моделях, как правило, на много порядков меньше.
Плазма, определение, понятие, характеристики:
Плазма (от греч. πλάσμα «вылепленное», «оформленное») – это четвертое агрегатное состояние вещества, образуемое сильно нагретым ионизированным газом, состоящим из электронов и ионов. В ее состав могут входить не только ионы и электроны, но и атомы, молекулы и любые другие заряженные частицы с положительными и отрицательными зарядами (например, кварк-глюонная плазма). Причем количество положительно и отрицательно заряженных частиц примерно одинаково. Они движутся коллективно, а не попарно, как в классическом газе, существенно увеличивая проводимость вещества и его зависимость от электромагнитных полей. Сама же по себе плазма квазинейтральна – сумма заряда его любого объема максимально приближено к нулю.
Плазма, которая содержит электроны и положительные ионы, называют электронно-ионной плазмой. Если в плазме рядом с заряженными частицами имеются и нейтральные молекулы, то ее называют частично ионизированной. Плазма, состоящая только из заряженных частиц, называется полностью ионизированной.
Чтобы система с заряженными частицами стала плазмой, им требуется расположиться на минимальном расстоянии друг от друга и взаимодействовать между собой. Когда такие эффекты становятся коллективными и их достаточно много, наступает требуемое состояние. Для него (такого состояния) характерна температура от 8000 градусов Кельвина. Из-за постоянного движения частиц плазма становится отличным проводником электрического тока. А используя магнитные поля можно сконцентрировать ее в струю и контролировать дальнейшее движение.
В земных условиях плазменное состояние вещества довольно редко и необычно. Но в масштабах всей Вселенной плазма – наиболее распространенное агрегатное состояние вещества. Из нее состоят Солнце, звезды, верхние слои атмосферы и радиационные пояса Земли. Северные сияния также являются результатом процессов, происходящих в плазме.
Виды
По сегодняшним представлениям, фазовым состоянием большей части барионного вещества (по массе ок. 99,9 %) во Вселенной является плазма.
Все звёзды состоят из плазмы, и даже пространство между ними заполнено плазмой, хотя и очень разреженной (см. межзвёздное пространство). К примеру, планета Юпитер сосредоточила в себе практически всё вещество Солнечной системы, находящееся в «неплазменном» состоянии (жидком, твёрдом и газообразном). При этом масса Юпитера составляет всего лишь около 0,1 % массы Солнечной системы, а объём — и того меньше: всего 10−15 %. При этом мельчайшие частицы пыли, заполняющие космическое пространство и несущие на себе определённый электрический заряд, в совокупности могут быть рассмотрены как плазма, состоящая из сверхтяжёлых заряженных ионов (см. пылевая плазма).
| Наиболее типичные формы плазмы | ||
|
|
|
Примечания
- Langmuir I. Oscillations in ionized gases / I. Langmuir // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 1928. — Т. 14. — № 8. — С. 627—637.
- Владимир Жданов. . Кругосвет. Дата обращения 21 февраля 2009.
- (недоступная ссылка). Дата обращения 5 марта 2009.
- Физический энциклопедический словарь. Гл. ред. А. М. Прохоров. Ред. кол. Д. М. Алексеев, А. М. Бонч-Бруевич, А. С. Боровик-Романов и др. М.: Сов. Энциклопедия, 1984. — с. 536
- R. O. Dendy, Plasma Dynamics.
- Hillary Walter, Michelle Cooper, Illustrated Dictionary of Physics
- Daniel Hastings, Henry Garrett, Spacecraft-Environment Interactions
- Владимир Жданов. (недоступная ссылка). Кругосвет. Дата обращения 21 февраля 2009.
- Плазма — статья из Большой советской энциклопедии.
- Hong, Alice . The Physics Factbook (2000). Дата обращения 5 марта 2009.
Получение (создание) плазмы:
В лабораторных условиях существует несколько способов получения плазмы. Первый способ заключается в сильном нагреве выбранного вещества, а конкретная температура перехода в состояние плазмы зависит от строения электронных оболочек его атомов. Чем проще электронам покинуть свои орбиты, тем меньший нагрев потребуется веществу для трансформации в плазменное состояние. Воздействию же могут быть подвергнуты любые субстанции: твердые, жидкие, газообразные.
Однако чаще всего плазму создают при помощи электрических полей, ускоряющих электроны, которые в свою очередь ионизируют атомы и нагревают саму плазменную субстанцию. Например, через газ пропускают электрический ток, создают разность потенциалов на концах электродов, помещенных в газ. Изменяя параметры тока, можно контролировать степень ионизации плазмы. Следует учесть, что газоразрядная плазма хотя и нагревается за счет тока, но одновременно быстро охлаждается при взаимодействии с незаряженными частицами окружающего газа.
Также требуемое – плазменное состояние вещества можно создать радиоактивным облучением, сильным сжатием, лазерным облучением, резонансным излучением и пр. способами.
Заболевания, влияющие на свойства плазмы, и вопросы их терапии
Жидкая часть крови крайне чувствительна к переменам концентрации активных веществ. Есть группа патологий, способных спровоцировать нарушения в работе организма.
Врожденные аномалии, коагулопатии
Сюда можно отнести гемофилию как классическую разновидность расстройства. Сопровождается оно падением выработки фибриногена и прочих факторов свертывания. Любые отклонения требуют срочного лечения. Особенно, если начались проблемы со свертываемостью.
Терапия. Проводится, когда на то есть основания. Незначительные колебания встречаются довольно часто и не указывают на развитие патологического процесса. По крайней мере, не всегда. Насторожиться нужно, если показатель сильно упал или нарушена группа уровней.
В зависимости от состояния применяют гомеостатические препараты. Они останавливают кровь.
Также назначают регулярные переливания эритроцитарной массы и плазмы. Все определяется тяжестью течения болезни.
При врожденных формах коагулопатий можно лишь купировать симптомы. В остальных случаях необходимо корректировать основной диагноз. Тот, который и привел к нарушению.
Тромбоцитопатии
Встречаются примерно в 3-4% случаев от общей массы болезней крови. Нарушение сопровождается снижением функциональной активности форменных клеток. При этом количество их остается на нормальном уровне.
Тромбоцитопатия сопровождается расстройствами свертывания. Первичным заболевание практически не бывает, потому нужно искать основную причину и с ней работать.
Лечение. Проводится под контролем гематолога. Назначаются специальные лекарства вроде глюкокортикоидов.
В некоторых случаях практикуют операцию по резекции селезенки. Но это скорее исключение из правил. Вопрос целесообразности такой меры решает врач после полной диагностики. Как минимум, исследуют кровь, проверяют работу печени.
Тромбоцитопении
Обратное явление. При этом состоянии функциональные возможности форменных клеток остаются на нормальном уровне. Однако же, количество цитологических структур резко падает.
Число пластинок снижается до критической отметки, если ничего не делать. Вопрос лечения зависит от первопричины.
Терапия. Как правило, на ранней стадии проводят медикаментозную коррекцию. Назначают препараты глюкокортикоидного ряда. Преднизолон и прочие.
Состав плазмы крови человека не меняется, однако концентрация многих белков падает. Эти нарушения вторичны, обусловлены недостаточной работой форменных клеток. Такое влияние пресекают, когда начинают лечение
Важно своевременно предпринять нужные действия
Вторая линия — это собственно оперативная коррекция. Почти у 50% пациентов удается добиться восстановления через удаление селезенки. Хотя бывают и исключения.
Авитаминозы
Разных типов. Речь идет о расстройствах, связанных с недостаточным поступлением еще и микроэлементов. Хлора, цинка и прочих.
Лечение стандартное. Необходимо скорректировать основной диагноз. Плюс, на начальном этапе вводят витамины и прочие вещества. Искусственные аналоги извне.
Анемии
Сопровождаются нарушением кроветворения. Особенно частый вариант патологического процесса — это так называемая железодефицитная анемия. Она связана с недостатком одноименного микроэлемента.
Встречаются и прочие типы. В том числе витаминного профиля. При дефиците B9, 12 начинается перестройка кроветворения на аномальный лад (мегалобластная анемия). Страдает в том числе и плазма.
Терапия. Искусственное введение препаратов железа, лечение первичного патологического процесса. Того, который сказался на состоянии жидкой соединительной ткани.
Сахарный диабет и прочие нарушения обмена веществ
Лечение. Проводится с помощью инсулина. Прочие нарушения, например, обусловленные работой гипоталамуса, требуют систематического введения ноотропов. Например, Пирацетама.
Аллергические реакции
Участвуют вещества, которые одновременно являются иммуноглобулинами. Свойства плазмы при этом меняются: кровь засоряется гистамином, простагландинами.
Терапия. Проводится с применением антигистаминных препаратов. Особенно первого и третьего поколений. Например, подойдут такие наименования как Пипольфен, Тавегил, Супрастин, Цитрин и аналогичные.
Нарушения влияют и на белки плазмы и на микроэлементы. Что в конечном итоге и приводит к нарушению работы всего организма или отдельных его систем.
Прочие белковые структуры
Сюда можно отнести отдельные вещества:
- Трансферрин. Как и следует из названия, связывает железо и переносит его с током крови к тканям.
- С-реактивный белок. Работает как часть защитной системы организма. Выступает своего рода маркером аутоиммунного воспалительного процесса. Потому активно используется в медицинской практике.
- Иммунные вещества. Кроме глобулинов, о которых было сказано выше.
- Протромбин. Участвует в нормальном свертывании крови. Нередко его удаляют из жидкой фракции при планировании переливания.
Есть еще несколько веществ. Однако, именно эти исследуются наиболее часто.
Наиболее типичные формы плазмы:
Наиболее типичные формы плазмы представлены ниже в таблице:
| Искусственно созданная плазма: |
Земная природная плазма: |
Космическая и астрофизическая плазма: |
| – плазменная панель (телевизор, монитор),
– вещество внутри люминесцентных (в том числе компактных) и неоновых ламп, – плазменные ракетные двигатели, – газоразрядная корона озонового генератора, – управляемый термоядерный синтез, – электрическая дуга в дуговой лампе и в дуговой сварке, – плазменная лампа, – дуговой разряд от трансформатора Теслы, – воздействие на вещество лазерным излучением Яркая сфера ядерного взрыва |
– молния,
– огни святого Эльма, – ионосфера, – языки пламени (низкотемпературная плазма) |
– солнце и другие звезды (те, которые существуют за счет термоядерных реакций),
– солнечный ветер, – космическое пространство (пространство между планетами, звездами и галактиками), – межзвездные туманности |
Отличия от газообразного состояния
Плазму часто называют четвёртым состоянием вещества. Она отличается от трёх менее энергетичных агрегатных состояний материи, хотя и похожа на газовую фазу тем, что не имеет определённой формы или объёма. До сих пор идёт обсуждение того, является ли плазма отдельным агрегатным состоянием, или же просто горячим газом. Большинство физиков считает, что плазма является чем-то большим, чем газ по причине следующих различий:
| Свойство | Газ | Плазма |
|---|---|---|
| Электрическая проводимость | Крайне малаК примеру, воздух является превосходным изолятором до тех пор, пока не переходит в плазменное состояние под действием внешнего электрического поля напряженностью в 30 киловольт на сантиметр. |
Очень высока
|
| Число сортов частиц | ОдинГазы состоят из подобных друг другу частиц, которые находятся в тепловом движении, а также движутся под действием гравитации, а друг с другом взаимодействуют только на сравнительно небольших расстояниях. | Два, или три, или болееЭлектроны, ионы и нейтральные частицы различаются знаком эл. заряда и могут вести себя независимо друг от друга — иметь разные скорости и даже температуры, что служит причиной появления новых явлений, например волн и неустойчивостей. |
| Распределение по скоростям | МаксвелловскоеСтолкновения частиц друг с другом приводит к максвелловскому распределению скоростей, согласно которому очень малая часть молекул газа имеют относительно большие скорости движения. |
Может быть немаксвелловское
Электрические поля имеют другое влияние на скорости частиц чем столкновения, которые всегда ведут к максвеллизации распределения по скоростям. Зависимость сечения кулоновских столкновений от скорости может усиливать это различие, приводя к таким эффектам, как двухтемпературные распределения и убегающие электроны. |
| Тип взаимодействий | БинарныеКак правило двухчастичные столкновения, трёхчастичные крайне редки. | КоллективныеКаждая частица взаимодействует сразу со многими. Эти коллективные взаимодействия имеют гораздо большее влияние чем двухчастичные. |
Состав и задачи небелковых соединений в плазме
В плазме содержится:
- Органические соединения, основу которых составляет азот. Представители: мочевая кислота, билирубин, креатин. Повышение количества азота сигнализирует о развитии азотомии. Это состояние возникает из-за проблем с выведением мочой продуктов обмена либо из-за активного разрушения белка и поступления большого количества азотистых веществ в организм. Последний случай характерен для сахарного диабета, голодания, ожогов.
- Органические соединения, не содержащие азот. Сюда входит холестерин, глюкоза, молочная кислота. Компанию им составляют еще липиды. Все эти компоненты должны отслеживаться, так как они необходимы для поддержания полноценной жизнедеятельности.
- Неорганические вещества (Ca, Mg). Ионы Na и Cl отвечают за поддержания постоянного Ph крови. Они также следят за осмотическим давлением. Ионы Ca принимают участие в сокращении мышц и стимулируют чувствительность нервных клеток.
Cостав плазмы крови
Альбумин
Предназначение альбумина:
- Переносит жирные кислоты, билирубин, лекарственные средства, гормоны.
- Берет участие в обмене веществ и образовании белка.
- Резервирует аминокислоты.
- Формирует онкотическое давление.
Глобулины
Глобулины представлены крупными молекулярными соединениями. Они вырабатываются печенью, селезенкой, тимусом.
Выделяют несколько видов глобулинов:
- α – глобулины. Они взаимодействуют с тироксином и билирубином, связывая их. Катализируют образование белков. Отвечают за транспортировку гормонов, витаминов, липидов.
- β – глобулины. Эти белки связывают витамины, Fe, холестерол. Переносят катионы Fe, Zn, стероидные гормоны, стерины, фосфолипиды.
- γ – глобулины. Антитела или иммуноглобулины связывают гистамин и принимают участие в защитных иммунных реакциях. Они производятся печенью, лимфатической тканью, костным мозгом и селезенкой.
Насчитывают 5 классов γ – глобулинов:
- IgG (около 80% всех антител). Для него характерна высокая авидность (соотношение антитела к антигену). Может проникать через плацентарный барьер.
- IgM – первый иммуноглобулин, который образуется у будущего малыша. Белок отличается высокой авидностью. Он первый обнаруживается в крови после вакцинации.
- IgA.
- IgD.
- IgE.
Остальные белки и функции
Незначительные фракции белков плазмы после глобулинов и альбуминов:
- Протромбин;
- Трансферрин;
- Иммунные белки;
- С-реактивный белок;
- Тироксинсвязывающий глобулин;
- Гаптоглобин.
Задачи этих и других белков плазмы сводятся к:
- Поддержанию гомеостаза и агрегатного состояния крови;
- Контролю за иммунными реакциями;
- Транспортировке питательных веществ;
- Активации процесса свертывания крови.
Математическое описание[править | править код]
Плазму можно описывать на различных уровнях детализации. Обычно плазма описывается отдельно от электромагнитных полей. Совместное описание проводящей жидкости и электромагнитных полей даётся в теории магнитогидродинамических явлений или МГД теории.
Флюидная (жидкостная) модельправить | править код
Во флюидной модели электроны описываются в терминах плотности, температуры и средней скорости. В основе модели лежат: уравнение баланса для плотности, уравнение сохранения импульса, уравнение баланса энергии электронов. В двухжидкостной модели таким же образом рассматриваются ионы.
Для чего вливают плазму крови
В медицине для переливаний чаще используют не цельную кровь, а ее конкретные компоненты и плазму. Получают ее путем центрифугирования, то есть отделения жидкость части от форменных элементов, после чего кровяные клетки возвращаются человеку, который согласился на донорство. Описанная процедура занимает около 40 минут, при этом ее отличие от стандартного переливания заключается в том, что донор переживает значительно меньшую кровопотерю, поэтому на его здоровье переливание практически не отражается.
Из биологической субстанции получают сыворотку, используемую в терапевтических целях. Данное вещество содержит все антитела, способные противостоять патогенным микроорганизмам, но освобождено от фибриногена. Для получения прозрачной жидкости в термостат помещают стерильную кровь, после образовавшийся сухой остаток отслаивают от стенок пробирки и держат в холоде на протяжении суток. После посредством пастеровской пипетки отстоянную сыворотку переливают в стерильный сосуд.
Эффективность процедуры вливания плазменной субстанции объясняется относительно высокой молекулярной массой белков и соответствием тому же показателю биожидкости у реципиента. Это обеспечивает небольшую проницаемость плазменных белков через мембраны кровеносных сосудов, вследствие чего перелитая жидкость долго циркулирует в русле реципиента. Введение прозрачной субстанции эффективно даже при тяжелом шоке (в случае, если нет большой кровопотери с упадком уровня гемоглобина ниже 35%).
Свойства и параметры плазмы[править | править код]
Определение плазмыправить | править код
Плазма — частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. Не всякую систему заряженных частиц можно назвать плазмой. Плазма обладает следующими свойствами:
Достаточная плотность: заряженные частицы должны находиться достаточно близко друг к другу, чтобы каждая из них взаимодействовала с целой системой близкорасположенных заряженных частиц. Условие считается выполненным, если число заряженных частиц в сфере влияния (сфера радиусом Дебая) достаточно для возникновения коллективных эффектов (подобные проявления — типичное свойство плазмы). Математически это условие можно выразить так:
-
- , где — концентрация заряженных частиц.
Приоритет внутренних взаимодействий: радиус дебаевского экранирования должен быть мал по сравнению с характерным размером плазмы. Этот критерий означает, что взаимодействия, происходящие внутри плазмы более значительны по сравнению с эффектами на её поверхности, которыми можно пренебречь. Если это условие соблюдено, плазму можно считать квазинейтральной. Математически оно выглядит так:
Плазменная частота: среднее время между столкновениями частиц должно быть велико по сравнению с периодом плазменных колебаний. Эти колебания вызываются действием на заряд электрического поля, возникающего из-за нарушения квазинейтральности плазмы. Это поле стремится восстановить нарушенное равновесие. Возвращаясь в положение равновесия, заряд проходит по инерции это положение, что опять приводит к появлению сильного возвращающего поля, возникают типичные механические колебания. Когда данное условие соблюдено, электродинамические свойства плазмы преобладают над молекулярно-кинетическими. На языке математики это условие имеет вид:
Классификацияправить | править код
Плазма обычно разделяется на идеальную и неидеальную, низкотемпературную и высокотемпературную, равновесную и неравновесную, при этом довольно часто холодная плазма бывает неравновесной, а горячая равновесной.
Температураправить | править код
Плазму делят на низкотемпературную (температура меньше миллиона K) и высокотемпературную (температура миллион K и выше)
Такое деление обусловлено важностью высокотемпературной плазмы в проблеме осуществления управляемого термоядерного синтеза. Разные вещества переходят в состояние плазмы при разной температуре, что объясняется строением внешних электронных оболочек атомов вещества: чем легче атом отдает электрон, тем ниже температура перехода в плазменное состояние.
В неравновесной плазме электронная температура существенно превышает температуру ионов. Это происходит из-за различия в массах иона и электрона, которое затрудняет процесс обмена энергией. Такая ситуация встречается в газовых разрядах, когда ионы имеют температуру около сотен, а электроны около десятков тысяч K.
В равновесной плазме обе температуры равны. Поскольку для осуществления процесса ионизации необходимы температуры, сравнимые с потенциалом ионизации, равновесная плазма обычно является горячей (с температурой больше нескольких тысяч K).
Квазинейтральностьправить | править код
Так как плазма является очень хорошим проводником, электрические свойства имеют важное значение. Потенциалом плазмы или потенциалом пространства называют среднее значение электрического потенциала в данной точке пространства
В случае если в плазму внесено какое-либо тело, его потенциал в общем случае будет меньше потенциала плазмы вследствие возникновения дебаевского слоя. Такой потенциал называют плавающим потенциалом. По причине хорошей электрической проводимости плазма стремится экранировать все электрические поля. Это приводит к явлению квазинейтральности — плотность отрицательных зарядов с хорошей точностью равна плотности положительных зарядов (). В силу хорошей электрической проводимости плазмы разделение положительных и отрицательных зарядов невозможно на расстояниях больших дебаевской длины и временах больших периода плазменных колебаний.
Примером неквазинейтральной плазмы является пучок электронов. Однако плотность не-нейтральных плазм должна быть очень мала, иначе они быстро распадутся за счёт кулоновского отталкивания.
