যখন আমরা প্লাজমাকে অবাস্তব, বোধগম্য, চমত্কার কিছুর সাথে যুক্ত করেছিলাম, অনেক আগেই চলে গেছে। আজ, এই ধারণা সক্রিয়ভাবে ব্যবহৃত হয়। প্লাজমা শিল্পে ব্যবহৃত হয়। এটি আলোক প্রকৌশলে সর্বাধিক ব্যবহৃত হয়। একটি উদাহরণ হল গ্যাস ডিসচার্জ ল্যাম্পগুলি রাস্তায় আলোকিত করে। কিন্তু এটি ফ্লুরোসেন্ট ল্যাম্পেও থাকে। এটি বৈদ্যুতিক ঢালাইয়েও রয়েছে। সব পরে, ঢালাই চাপ একটি প্লাজমা টর্চ দ্বারা উত্পন্ন একটি রক্তরস হয়। আরও অনেক উদাহরণ দেওয়া যেতে পারে।
প্লাজমা পদার্থবিদ্যা বিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ শাখা। অতএব, এটি সম্পর্কিত মৌলিক ধারণাগুলি বোঝার মূল্য। এটিই আমাদের নিবন্ধটি উত্সর্গীকৃত৷
সংজ্ঞা এবং প্লাজমার প্রকার
প্লাজমা কি? পদার্থবিদ্যার সংজ্ঞা বেশ পরিষ্কার। একটি প্লাজমা অবস্থা হল পদার্থের এমন একটি অবস্থা যখন পরবর্তীতে একটি উল্লেখযোগ্য (মোট কণার সংখ্যার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ) চার্জযুক্ত কণার সংখ্যা (বাহক) থাকে যা পদার্থের ভিতরে কমবেশি অবাধে চলাচল করতে পারে। পদার্থবিজ্ঞানে নিম্নলিখিত প্রধান ধরনের প্লাজমাকে আলাদা করা যায়। যদি বাহক একই ধরণের কণার অন্তর্গত (এবংবিপরীত চার্জের কণা, সিস্টেমকে নিরপেক্ষ করে, চলাচলের স্বাধীনতা নেই), একে এক-উপাদান বলা হয়। অন্যথায়, এটি - দুই- বা বহু-উপাদান৷
প্লাজমার বৈশিষ্ট্য
সুতরাং, আমরা সংক্ষেপে প্লাজমার ধারণা বর্ণনা করেছি। পদার্থবিদ্যা একটি সঠিক বিজ্ঞান, তাই সংজ্ঞা এখানে অপরিহার্য। আসুন এখন এই অবস্থার প্রধান বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে বলি।
পদার্থবিজ্ঞানে প্লাজমার বৈশিষ্ট্য নিম্নরূপ। প্রথমত, এই অবস্থায়, ইতিমধ্যে ছোট ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শক্তির ক্রিয়াকলাপে, বাহকগুলির গতিবিধি উদ্ভূত হয় - একটি স্রোত যা এইভাবে প্রবাহিত হয় যতক্ষণ না এই শক্তিগুলি তাদের উত্সগুলির স্ক্রীনিংয়ের কারণে অদৃশ্য হয়ে যায়। অতএব, প্লাজমা শেষ পর্যন্ত এমন অবস্থায় চলে যায় যেখানে এটি আধা-নিরপেক্ষ। অন্য কথায়, এর আয়তন, কিছু আণুবীক্ষণিক মানের চেয়ে বড়, শূন্য চার্জ আছে। প্লাজমার দ্বিতীয় বৈশিষ্ট্যটি কুলম্ব এবং অ্যাম্পিয়ার বাহিনীর দীর্ঘ-পরিসরের প্রকৃতির সাথে সম্পর্কিত। এটি এই সত্যের মধ্যে রয়েছে যে এই অবস্থায় গতিগুলি, একটি নিয়ম হিসাবে, একটি যৌথ চরিত্র রয়েছে, এতে প্রচুর পরিমাণে চার্জযুক্ত কণা জড়িত। এগুলি পদার্থবিজ্ঞানে প্লাজমার মৌলিক বৈশিষ্ট্য। তাদের মনে রাখা উপকারী হবে।
এই উভয় বৈশিষ্ট্যই এই সত্যের দিকে পরিচালিত করে যে প্লাজমা পদার্থবিদ্যা অস্বাভাবিকভাবে সমৃদ্ধ এবং বৈচিত্র্যময়। এর সবচেয়ে আকর্ষণীয় প্রকাশ হল বিভিন্ন ধরণের অস্থিরতার সংঘটনের সহজতা। এগুলি প্লাজমার ব্যবহারিক প্রয়োগে বাধা সৃষ্টিকারী একটি গুরুতর বাধা। পদার্থবিদ্যা একটি বিজ্ঞান যা ক্রমাগত বিকশিত হয়। তাই আশা করা যায় সময়ের সাথে সাথে এসব বাধা আসবেনির্মূল করা হবে।
তরল পদার্থে প্লাজমা
স্ট্রাকচারের নির্দিষ্ট উদাহরণের দিকে ফিরে, আসুন ঘনীভূত পদার্থে প্লাজমা সাবসিস্টেমগুলির বিবেচনার সাথে শুরু করা যাক। তরল পদার্থের মধ্যে, একজনকে প্রথমে তরল ধাতুর নাম দেওয়া উচিত - একটি উদাহরণ যার সাথে প্লাজমা সাবসিস্টেম মিলে যায় - ইলেক্ট্রন বাহকের একটি একক উপাদান প্লাজমা। কঠোরভাবে বলতে গেলে, আমাদের আগ্রহের বিভাগে ইলেক্ট্রোলাইট তরলগুলিও অন্তর্ভুক্ত করা উচিত যেখানে উভয় চিহ্নের বাহক - আয়ন রয়েছে। যাইহোক, বিভিন্ন কারণে, ইলেক্ট্রোলাইট এই বিভাগে অন্তর্ভুক্ত করা হয় না। তাদের মধ্যে একটি হল ইলেক্ট্রোলাইটে কোন আলো, মোবাইল ক্যারিয়ার যেমন ইলেকট্রন নেই। অতএব, উপরের প্লাজমা বৈশিষ্ট্যগুলি অনেক দুর্বল প্রকাশ করা হয়েছে৷
স্ফটিকের প্লাজমা
স্ফটিকের প্লাজমার একটি বিশেষ নাম রয়েছে - সলিড স্টেট প্লাজমা। আয়নিক স্ফটিকগুলিতে, যদিও চার্জ আছে, তারা গতিহীন। অতএব, কোন প্লাজমা নেই। ধাতুগুলিতে, এগুলি পরিবাহী ইলেকট্রন যা একটি এক-উপাদান প্লাজমা তৈরি করে। এর চার্জ অচলের চার্জ দ্বারা ক্ষতিপূরণ দেওয়া হয় (আরো সঠিকভাবে, দীর্ঘ দূরত্ব সরাতে অক্ষম)।
অর্ধপরিবাহীতে প্লাজমা
প্লাজমা পদার্থবিদ্যার মূল বিষয়গুলি বিবেচনা করে, এটি লক্ষ করা উচিত যে সেমিকন্ডাক্টরগুলির পরিস্থিতি আরও বৈচিত্র্যময়। এর সংক্ষিপ্তভাবে এটি বৈশিষ্ট্য. এই পদার্থগুলির মধ্যে একটি এক-উপাদান প্লাজমা তৈরি হতে পারে যদি উপযুক্ত অমেধ্যগুলি তাদের মধ্যে প্রবর্তিত হয়। যদি অমেধ্য সহজে ইলেকট্রন (দাতা) দান করে, তাহলে এন-টাইপ ক্যারিয়ার উপস্থিত হয় - ইলেকট্রন। বিপরীতে, যদি অমেধ্যগুলি সহজেই ইলেকট্রন (গ্রহণকারী) কেড়ে নেয়, তবে পি-টাইপ ক্যারিয়ারগুলি দেখা দেয়- গর্ত (ইলেকট্রন বিতরণে খালি জায়গা), যা ইতিবাচক চার্জ সহ কণার মতো আচরণ করে। ইলেকট্রন এবং ছিদ্র দ্বারা গঠিত একটি দ্বি-উপাদান প্লাজমা অর্ধপরিবাহীতে আরও সহজ উপায়ে উদ্ভূত হয়। উদাহরণস্বরূপ, এটি হালকা পাম্পিংয়ের ক্রিয়াকলাপের অধীনে প্রদর্শিত হয়, যা ভ্যালেন্স ব্যান্ড থেকে পরিবাহী ব্যান্ডে ইলেকট্রন নিক্ষেপ করে। আমরা লক্ষ্য করি যে নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে, ইলেক্ট্রন এবং ছিদ্রগুলি একে অপরের প্রতি আকৃষ্ট একটি হাইড্রোজেন পরমাণুর মতো একটি আবদ্ধ অবস্থা তৈরি করতে পারে - একটি এক্সিটন, এবং যদি পাম্পিং তীব্র হয় এবং এক্সিটনের ঘনত্ব বেশি হয়, তবে তারা একসাথে মিশে যায় এবং একটি ড্রপ তৈরি করে। ইলেকট্রন-গর্ত তরল। কখনও কখনও এই জাতীয় অবস্থাকে পদার্থের নতুন অবস্থা হিসাবে বিবেচনা করা হয়৷
গ্যাস আয়নকরণ
উপরের উদাহরণগুলি প্লাজমা অবস্থার বিশেষ ক্ষেত্রে উল্লেখ করা হয়েছে, এবং প্লাজমা এর বিশুদ্ধ আকারে আয়নিত গ্যাস বলা হয়। অনেক কারণ এর ionization হতে পারে: বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র (গ্যাস স্রাব, বজ্রঝড়), আলোক প্রবাহ (ফটোয়োনাইজেশন), দ্রুত কণা (তেজস্ক্রিয় উত্স থেকে বিকিরণ, মহাজাগতিক রশ্মি, যা উচ্চতার সাথে আয়নকরণের মাত্রা বাড়িয়ে আবিষ্কৃত হয়েছিল)। যাইহোক, প্রধান ফ্যাক্টর হল গ্যাসের উত্তাপ (তাপীয় আয়নকরণ)। এই ক্ষেত্রে, একটি পরমাণু থেকে একটি ইলেকট্রনের বিচ্ছিন্নতা অন্য একটি গ্যাস কণার সাথে সংঘর্ষের দিকে পরিচালিত করে, যার উচ্চ তাপমাত্রার কারণে পর্যাপ্ত গতিশক্তি রয়েছে।
উচ্চ এবং নিম্ন তাপমাত্রার প্লাজমা
নিম্ন-তাপমাত্রার প্লাজমার পদার্থবিদ্যা যা আমরা প্রায় প্রতিদিনই সংস্পর্শে আসি। এই ধরনের রাষ্ট্রের উদাহরণ হল অগ্নিশিখা,গ্যাস স্রাব এবং বজ্রপাতের পদার্থ, বিভিন্ন ধরণের ঠান্ডা স্থানের প্লাজমা (আয়নো- এবং গ্রহ এবং নক্ষত্রের চুম্বকক্ষেত্র), বিভিন্ন প্রযুক্তিগত ডিভাইসে কাজ করা পদার্থ (MHD জেনারেটর, প্লাজমা ইঞ্জিন, বার্নার ইত্যাদি)। উচ্চ-তাপমাত্রার প্লাজমার উদাহরণ হল তাদের বিবর্তনের সমস্ত পর্যায়ে নক্ষত্রের ব্যাপার, শৈশব এবং বার্ধক্য ব্যতীত, নিয়ন্ত্রিত থার্মোনিউক্লিয়ার ফিউশন সুবিধাগুলিতে কার্যকারী পদার্থ (টোকামাকস, লেজার ডিভাইস, বিম ডিভাইস ইত্যাদি)।
পদার্থের চতুর্থ অবস্থা
দেড় শতাব্দী আগে, অনেক পদার্থবিদ এবং রসায়নবিদ বিশ্বাস করতেন যে পদার্থ শুধুমাত্র অণু এবং পরমাণু নিয়ে গঠিত। এগুলি সম্পূর্ণ বিশৃঙ্খল বা কম বা কম ক্রমানুসারে একত্রিত হয়। এটি বিশ্বাস করা হয়েছিল যে তিনটি পর্যায় রয়েছে - বায়বীয়, তরল এবং কঠিন। বাহ্যিক অবস্থার প্রভাবে পদার্থগুলি তাদের গ্রহণ করে৷
তবে, বর্তমানে আমরা বলতে পারি যে পদার্থের ৪টি অবস্থা আছে। এটা প্লাজমা যে নতুন বিবেচনা করা যেতে পারে, চতুর্থ. ঘনীভূত (কঠিন এবং তরল) অবস্থা থেকে এর পার্থক্য এই সত্যে নিহিত যে, গ্যাসের মতো, এটিতে কেবল শিয়ার স্থিতিস্থাপকতাই নয়, একটি নির্দিষ্ট আয়তনও রয়েছে। অন্যদিকে, একটি প্লাজমা একটি ঘনীভূত অবস্থার সাথে মিল রয়েছে স্বল্প-পরিসরের আদেশের উপস্থিতি, অর্থাৎ, একটি প্রদত্ত প্লাজমা চার্জের সংলগ্ন কণার অবস্থান এবং গঠনের পারস্পরিক সম্পর্ক। এই ক্ষেত্রে, এই ধরনের পারস্পরিক সম্পর্ক আন্তঃআণবিক দ্বারা নয়, কুলম্ব শক্তি দ্বারা উত্পন্ন হয়: একটি প্রদত্ত চার্জ একই নামের চার্জগুলিকে নিজের সাথে সরিয়ে দেয় এবং বিপরীতটিকে আকর্ষণ করে।
প্লাজমা পদার্থবিদ্যা সংক্ষিপ্তভাবে আমাদের দ্বারা পর্যালোচনা করা হয়েছে। এই বিষয়টি বেশ বিশাল, তাই আমরা কেবল বলতে পারি যে আমরা এর মূল বিষয়গুলি প্রকাশ করেছি৷ প্লাজমা পদার্থবিদ্যা অবশ্যই আরও বিবেচনার দাবি রাখে।
