Fizik Plasma | Bahagian I

Plasma mengandungi zarah-zarah atom yang bercas elektrik. Matahari, bintang dan semua objek di ruang angkasa lepas mengandungi plasma. Plasma juga berada di lapisan luar atmosfera yang dinamakan ionosfera. Plasma semulajadi yang lain juga boleh didapati pada lingkaran Van Allen yang mengelilingi bumi, angin suria dari matahari dan panahan petir.

Plasma yang diwujudkan secara buatan banyak kegunaannya dalam kehidupan seharian. Tiub neon yang mengandungi gas bertukar ke plasma apabila dibekalkan tenaga elektrik dan bertukar menjadi cahaya. Arka kimpalan yang menggunakan elektrik untuk menjana suhu yang tinggi dalam proses kimpalan untuk mencantumkan logam juga merupakan salah satu kegunaan plasma. Plasma juga dijadikan sebagai bahan bakaran roket untuk perjalanan angkasa lepas.

Gas yang dipanaskan sehingga pada suhu yang tinggi akan menghasilkan plasma. Gas mengandungi atom dan molekul. Setiap atom mengandungi nukleus yang dikelilingi oleh elektron bercas negatif. Haba yang banyak atau aliran elektrik akan mengionkan atom dengan mengeluarkan satu atau lebih elektron dari orbit luarnya. Elektron ini kemudiannya akan bebas berlegar. Atom atau molekul yang kehilangan elektron menjadi atom bebas bercas positif dinamakan ion. Apabila suhu bertambah, maka banyak atom-atom yang mengion dan membentuk plasma.

Sifat fizikal dan kualiti gas berubah apabila ia bertukar menjadi plasma. Ini kerana ion dan elektron berkeadaan terpisah. Perubahan ini dapat dilihat berdasarkan perbandingan antara sifat gas dan plasma. Kebanyakan gas ialah konduktor elektrik yang lemah dan tidak mendatangkan kesan pada medan magnet. Sebaliknya, plasma ialah konduktor elektrik yang baik dan dapat memberi kesan pada medan magnet. Gas mengandungi atom yang bergerak bebas dalam keadaan rawak. Berlainan keadaannya pada elektron dan ion dalam plasma yang sentiasa bergerak secara berkumpulan dan menyerupai gerakan gelombang. Plasma mempunyai kualiti tidak seperti jirim yang berada dalam tiga keadaan asas iaitu gas, cecair dan pepejal. Oleh itu, plasma dipertimbangkan sebagai satu lagi bentuk jirim asas yang ke empat.

Saintis berharap pada suatu hari nanti plasma boleh digunakan sebagai pengawal lakuran nuklear dalam proses penjanaan elektrik. Lakuran nuklear mengeluarkan tenaga yang cukup banyak apabila dua atom ringan berpadu untuk membentuk nukleus yang lebih berat. Walaubagaimanapun, suhu sehingga 100, 000, 000 K diperlukan untuk menghasilkan tindakbalas nuklei. Suhu setinggi itu akan mencairkan sebarang bekas. Maka plasma dijangka dapat menggantikan bekas ini kerana ia boleh dikawal oleh kuasa medan magnet.

Plasma semulajadi

Kilat ialah satu contoh yang nyata yang ada kaitannya dengan fenomenon plasma. Kilat yang berlaku adalah untuk menyahcas elektrik berlaku di antara awan-awan yang bercas elektrik atau di antara awan yang bercas elektrik dengan permukaan bumi. Lintasan kilat menghasilkan haba yang dapat mengionkan udara dan membentuk plasma.

Satu lagi contoh fenomenon plasma dapat dilihat pada kilat utara atau dinamakan aurora. Aurora terhasil apabila elektron yang energetik dalam lapisan atas atmosfera bumi dilontarkan pada lapisan bawah atmosfera yang lebih tumpat. Maka akan terhasil nyahcas dan kilat. Pengionan yang terlibat dalam nyahcas aurora ini ialah plasma.

Pembentukan plasma pada kawasan dalam dan atmosfera matahari dan juga bintang-bintang adalah hasil penjanaan suhu yang tinggi. Pada permukaan luar atmosfera matahari yang disebut sebagai korona suria, plasma yang tipis mengandungi ketumpatan elektron hampir 10¹³ elektron per meter padu dan suhunya ialah 1 000 000 K. Jirim daripada korona ini mengalir keluar berterusan merentasi planet-planet. Aliran jisim inilah yang dinamakan sebagai angin suria yang bersaling tindak dengan permukaan luar atmosfera dan medan magnet. Aliran jisim daripada angin suria menyebabkan terjadinya ekor komet yang diorientasikan jauh dari matahari.

Ruang antara bintang sebahagiannya dipenuhi dengan plasma. Ketumpatan elektronnya ialah 106 per meter padu dan suhunya dalam julat 10-100K. Pada hakikatnya, jirim dalam alam sejagat ini banyak yang berada dalam keadaan plasma. Perkembangan fizik plasma ini menjadi bidang kajian bagi astrofizik.

Bahagian kedua

Rujukan ; Ensiklopedia Sains dan Teknologi (Fizik)
Noriah Bidin

Rujukan ; Ensiklopedia Sains dan Teknologi (Fizik)
Noriah Bidin – See more at: http://www.majalahsains.com/?p=5062&preview=true#sthash.3d9XBc5o.dpuf

Berikan Komen Anda Di Sini