Fizik Plasma | Bahagian II

Ionosfera dan Komunikasi Radio

Gelombang elektromagnet boleh merambat dalam plasma jika frekuensi gelombang lebih tinggi daripada frekuensi plasma. Sebaliknya, gelombang elektromagnet akan dibalikkan dari plasma jika frekuensi plasma lebih tinggi dari gelombang itu. Syarat rambatan dan pembalikan gelombang elektromagnet bergantung pada ketumpatan elektron dalam plasma. Semakin tinggi ketumpatan elektron, semakin tinggi frekuensi plasma. Ini penting untuk komunikasi radio gelombang pendek (5-30 MhZ). frekuensi plasma ionosfera adalah tinggi pada waktu siang hari berbanding waktu malam. Akibatnya, gelombang pendek dibalikkan oleh ionosfera dan boleh digunakan untuk komunikasi radio pada siang hari.

Plasma buatan

Plasma buatan dapat dihasilkan dengan memanaskan gas pada suhu yang tinggi. Apabila pemanasan gas bermula, tenaga molekul cukup untuk memecahkan molekul menjadi atom. Pertambahan suhu akan menyebabkan lebih banyak atom-atom berlanggaran dan menghasilkan lebih banyak elektron dan ion. Pada suhu tertentu, kepekatan ion dan elektron cukup tinggi lalu membentuk plasma.

Tenaga yang diperlukan untuk mengion kebanyakan molekul dan atom lebih kurang 10 elektron volt yang sepadan dengan suhu hampir 100 000 K. Suhu plasma biasanya diberi dalam unit elektron volt iaitu satu elektron volt sama dengan 11 6000 K.

[Baca; Fizik Plasma | Bahagian I]

Dalam makmal, cara yang biasa digunakan untuk menghasilkan plasma ialah dengan mengalirkan elektron yang bertenaga tinggi pada gas. Elektron mengionkan atom neutral gas dan mendorong kepada pembentukan plasma. Elektron bertenaga tinggi juga menghasilkan suhu yang tinggi. Oleh itu ia dapat memelihara kepekatan elektron dan ion untuk membantu pembentukan plasma. Plasma buatan biasanya mempunyai ketumpatan elektron dalam julat 10¹⁶ – 10²⁴ elektron per meter padu dan suhu dalam julat 100 000 K kepada 10 000 000 K.

Kajian dalam fizik plasma kini merupakan sebahagian daripada usaha untuk menghasilkan tenaga daripada tindak balas lakuran hidrogen berat. Tindak balas lakuran ini memerlukan satu bekas atau disebut kurungan plasma yang mempunyai suhu sekurang-kurangnya 100 000 000 K. teknik untuk mengurung plasma secaa amnya melibatkan penggunaan medan magnet yang bertindak sebagai bekas atau dinamakan botol magnet. Walaubagaimanapun penggunaan medan magnet membuatkan plasma lebih sukar dan dianalisis.

Sejarah

Plasma mula dikaji pada pertengahan abad ke-19. Sebutan plasma mula digunakan oleh seorang saintis Amerika Irving Langmuir pada tahun 1920. Rambatan gelombang elektromagnet dalam plasma telah diterangkan oleh seorang ahli sains fizik British Edward V. Appleton yang telah menemui pembalikan gelombang radio daripada ionosfera antara tahun 1920-an hingga 1930-an. Pada tahun 1950, plasma telah mula digunakan dalam penyelidikan tenaga nuklear lakuran. Pada tahun 1970, seorang ahli sains fizik Sweden, Hannes Alfven telah memenangi Hadiah Nobel Fizik atas sumbangannya dalam kajian terhadap sifat-sifat plasma.

Rujukan ; Ensiklopedia Sains dan Teknologi (Fizik)
Noriah Bidin