ТЕОРИЯ ИЗМЕНЕНИЯ СТРОЕНИЯ ВЕЩЕСТВА ПОД ВЛИЯНИЕМ

ПРИРОДНЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ СИЛОВЫХ ПОЛЕЙ.

А.И.БОЛУТЕНКО

E-mail: bolutenko@mail.ru Физика Главная

ОГЛАВЛЕНИЕ:

1. Состояние теоретических представлений о плазме в первой четверти 21 века.

1.1. Открытие нового физического явления – плазмы.

1.2. Ионизация атомов – основа образования плазмы.

1.2.1. Теория ионизации.

1.2.2. Ионизация газа.

1.2.3. Ионизация воды.

1.2.4. Ионизация твёрдого тела.

1.2.5. Энергия ионизации.

1.2.6. Источник энергии для ионизации физических объектов.

1.3. Четвёртое агрегатное состояние вещества.

1.4. Многогранность представлений о сущности плазмы.

1.4.1. Молнии – порождение эфира.

1.5. Выводы.

2. Знания, необходимые для понимания процесса перехода вещества в другое агрегатное состояние.

2.1. Альтернативная теоретическая физика.

3. Теория изменения строения вещества вод влиянием природных и искусственных силовых полей.

4. Общие выводы.

5. ССЫЛКИ НА ИСТОЧНИКИ.

A1. Состояние теоретических представлений о плазме в первой четверти 21 века.

1.1. Открытие нового физического явления – плазмы.

Плазма — ионизированный газ, одно из четырёх классических агрегатных состояний вещества [1].

Ионизированный газ содержит свободные электроны и положительные и отрицательные ионы. В более широком смысле, плазма может состоять из любых заряженных частиц. Квазинейтральность означает, что суммарный заряд в любом малом по сравнению с размерами системы объёме равен нулю, является её ключевым отличием от других систем, содержащих заряженные частицы. Поскольку при нагреве газа до достаточно высоких температур он переходит в плазму, она называется четвёртым агрегатным состоянием вещества.

Так как частицы в газе обладают подвижностью, плазма обладает способностью проводить электрический ток. В стационарном случае плазма экранирует постоянное внешнее по отношению к ней электрическое поле за счёт пространственного разделения зарядов.

Во второй половине 1920-х будущий нобелевский лауреат по химии Ирвинг Ленгмюр, вплотную занялся исследованием газовых разрядов. Тогда уже знали, что в пространстве между анодом и катодом атомы газа теряют электроны и превращаются в положительно заряженные ионы. Осознав, что подобный газ имеет множество особых свойств, Ленгмюр решил наделить его собственным именем. В своем новом качестве термин «плазма» впервые появился в статье Ленгмюра «Колебания в ионизованных газах», опубликованной в 1928 году [2].

Классическая плазма — это ионно-электронный газ, возможно, разбавленный нейтральными частицами. Если степень ионизации не слишком мала, этот газ демонстрирует множество специфических качеств, которыми не обладают обычные газы. В электронно-ионной плазме частицы притягиваются или отталкиваются в соответствии с законом Кулона, причем это взаимодействие проявляется на больших расстояниях. Именно этим они отличаются от атомов и молекул нейтрального газа, которые чувствуют друг друга лишь на очень малых дистанциях. Поскольку плазменные частицы пребывают в свободном полете, они легко смещаются под действием электрических сил. Для того чтобы плазма находилась в состоянии равновесия, необходимо, чтобы пространственные заряды электронов и ионов полностью компенсировали друг друга. Если это условие не выполняется, в плазме возникают электрические токи, которые восстанавливают равновесие. Поэтому в равновесной плазме плотности частиц разных знаков практически одинаковы.

Плазма отличается от нейтрального газа и реакцией на внешние электрические и магнитные поля (обычный газ их практически не замечает). Частицы плазмы, напротив, чувствуют сколь угодно слабые поля и немедленно приходят в движение, порождая объемные заряды и электрические токи. Еще одна важнейшая особенность равновесной плазмы — зарядовое экранирование. Возьмем частицу плазмы, скажем, положительный ион. Он притягивает электроны, которые формируют облако отрицательного заряда. Поле такого иона ведет себя в соответствии с законом Кулона лишь в его окрестности, а на расстояниях, превышающих определенную критическую величину, очень быстро стремится к нулю.

В наши дни плазма используется в великом множестве технологий. Одни из них известны каждому (газосветные лампы, плазменные дисплеи), другие представляют интерес для узких специалистов (производство сверхпрочных защитных пленочных покрытий, изготовление микрочипов, дезинфекция). Однако наибольшие надежды на плазму возлагают в связи с работами по осуществлению управляемых термоядерных реакций.

Плазма – нормальная форма существования вещества при температуре порядка 10 000 градусов и выше, она представляет собой газ, в котором значительная часть атомов или молекул ионизиована [3]. Удивительно, но плазма – наиболее распространённое состояние вещества в природе, на неё приходится около 99% массы Вселенной. Солнце и звёзды представляют собой не что иное, как сгустки высокотемпературной плазмы, верхний слой атмосферной оболочки Земли, так называемая, ионосфера, также образован из плазмы, ещё выше располагаются радиационные пояса, содержащие плазму. Полярные сияния, молнии, в том числе и шаровые – всё это различные виды плазмы, наблюдать которые можно в естественных условиях на Земле. И лишь ничтожную часть Вселенной составляет вещество в твёрдом состоянии – планеты, астероиды и пылевые туманности.

Каждый атом состоит из положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома, и электронов, которые вращаются вокруг ядра и образуют электронную оболочку атома. Эта оболочка и в особенности её внешний слой, содержат электроны, сравнительно слабо связанные с ядром, и обладают довольно хрупкой структурой. При соударении атома с быстро движущейся частицей один из внешних электронов может быть оторван от атома, и атом превратиться в положительно заряженный ион. Нагревание вещества характеризует именно этот процесс ионизации. При достаточно высокой температуре в газе появляются положительные ионы и свободные электроны, оторванные от атомов и он перестаёт быть нейтральным. Ели нагретое вещество находиться в тепловом равновесии с окружающей средой при температуре в несколько десятков тысяч градусов, большая часть атомов в любом газе окажется ионизирована, а нейтральных атомов практически не будет.

Как известно, электронная оболочка атома водорода содержит только один электрон, и с потерей атома ионизация заканчивается. В отличие от атома водорода, электронная оболочка атомов других элементов имеет более сложную структуру. Она содержит электроны, обладающие разной степенью связи с атомом. Так, электроны, принадлежащие к внешним слоям оболочки, отрываются сравнительно легко, а при температуре порядка 20 000 – 30 000 градусов почти не должно оставаться примесей нейтральных атомов, можно говорить о полной ионизации газа. Но положительные ионы в упомянутой области температур сохраняют значительную часть своего “электронного одеяния”, поэтому процесс ионизации ещё не окончен. Поэтому окончательная ионизация тяжёлых элементов наступает только при очень высоких температурах порядка десятки миллионов градусов. Так как процессы ионизации не создают избытка в зарядах того или иного знака, газ остаётся в целом нейтральным.

Различают высокотемпературную и газоразрядную плазму. Высокотемпературная плазма возникает при сверхвысоких температурах, а газоразрядную плазму – при газовом разряде. Любая плазма характеризуется степенью ионизации – отношением числа ионизированных частиц к полному их числу в единице объёма плазмы.

Описанный выше нами способ получения плазмы не является самым практичным из-за сложности его осуществления.

В лабораторных опытах, и в технике нормальным состоянием плазмы считают различные виды электрических разрядов в газах. При электрическом разряде через газ проходит ток. Электроны и ионы, которые образуются в результате ионизации газа, являются носителями этого тока. С прохождением тока неразрывно связан сам процесс ионизации. Только благодаря наличию тока в газе постоянно возникают новые ионы и электроны, а степень ионизации поддерживается на определённом уровне. Разряд в люминесцентной лампе дневного света, молния, электрическая дуга – во всех случаях мы имеем дело с явлениями, происходящими в сильно ионизированной плазме.

Между плазмой, образовавшейся при нагревании вещества, и плазмой газового разряда имеется одно существенное отличие. Плазма газового разряда не является равновесной в термическом отношении. Она нагревается за счёт энергии, выделяющейся в результате прохождения тока, и охлаждается с поверхности вследствие контакта с холодными стенками газоразрядного прибора или же с окружающими слоями обычного газа. Плазма, образующаяся при интенсивных газовых разрядах, может иметь во много раз большую температуру, чем металл, стекло или нейтральный газ, которые её окружают. Кроме того, такая плазма состоит из смеси нескольких компонент, неодинаково нагретых: одной из этих компонент являются электроны, другой – положительные ионы и третьей – нейтральные атомы. Как и кислород и азот в атмосфере, они равномерно перемешаны между собой.

В отличие от обычной газовой смеси, все частицы которой независимо от их принадлежности к той или иной составляющей имеют одинаковую среднюю кинетическую энергию беспорядочного теплового движения, у электронов, ионов и нейтральных атомов плазмы газового разряда средняя кинетическая энергия различна. Гораздо более высокими энергиями, чем ионы, обладаю электроны, а кинетическая энергия ионов превышает энергию нейтральных атомов и молекул. Таким образом, плазма представляет собой смесь компонент с различными температурами.

Движения частиц обычного газа ограничиваются только столкновениями между собой или со стенками сосуда, в котором находиться этот газ. А движение частиц плазмы может быть ограничено магнитным полем. Плазму можно сдерживать магнитной стенкой, толкать магнитным поршнем или запирать в магнитной ловушке. В сильном магнитном поле частицы плазмы крутятся вокруг магнитных силовых линий. Вдоль магнитного поля частица движется свободно.

Плазма – ещё мало изученный объект не только в физике, но и в химии (плазмохимии), астрономии и многих других науках. Поэтому важнейшие технические положения физики плазмы до сих пор не вышли из стадии лабораторной разработки. В настоящее время плазма активно изучается, т.к. имеет огромное значение для науки и техники. Эта тема интересна ещё и тем, что плазма – четвёртое состояние вещества, о существовании которого люди не подозревали до XX века. Возможно, что плазма и есть тот первоэлемент, который так упорно искали алхимики средних веков?

Что же такое плазма [4]? Определение в физике дается вполне четкое. Плазменным называют такое состояние вещества, когда в последнем имеется значительное числозаряженных частиц (носителей), способных более или менее свободно перемещаться внутри вещества. Можно выделить следующие основные виды плазмы в физике. Если носители принадлежат к частицам одного сорта (а частицы противоположного знака заряда, нейтрализующие систему, не имеют свободы перемещения), ее называют однокомпонентной. В противоположном случае она является двух- или многокомпонентной.

Основные особенности этого состояния вещества следующие. Прежде всего, в этом состоянии под действием уже малых электромагнитных сил возникает движение носителей – ток, который протекает таким образом и до тех пор, пока эти силы не исчезнут благодаря экранировке их источников. Поэтому плазма в конце концов переходит в состояние, когда она квазинейтральна. Другими словами, ее объемы, большие некоторой микроскопической величины, имеют нулевой заряд. Вторая особенность плазмы связана с дальнодействующим характером кулоновских и амперовских сил. Она состоит в том, что движения в этом состоянии, как правило, имеют коллективный характер, вовлекая большое число заряженных частиц. Таковы основные свойства плазмы в физике.

Обе эти особенности ведут к тому, что физика плазмы необычайно богата и разнообразна. Наиболее ярким ее проявлением служит легкость возникновения различного рода неустойчивостей. Они являются серьезным препятствием, затрудняющим практическое применение плазмы.

Плазмой в чистом виде называется ионизованный газ. К его ионизации могут приводить многие факторы: электрическое поле (газовый разряд, гроза), световой поток (фотоионизация), быстрые частицы (излучение радиоактивных источников, космические лучи, которые и были открыты по возрастанию степени ионизации с высотой. Однако главным фактором является нагрев газа (термическая ионизация). В этом случае к отрыву электрона от атома ведет соударение с последним другой частицы газа, имеющей достаточную кинетическую энергию за счет высокой температуры.

Плазма – наиболее распространенная форма материи, охватывающая более 99% пространства  видимой вселенной [5]. Плазма пронизывает всю Солнечную систему, а также межзвездное и межгалактическое пространство. В то же время, очень немного людей знают о плазме или о том, что такое. Когда мы смотрим на Млечный путь, созвездия или яркие звезды на ночном небе, мы видим светящиеся шары плазмы, удерживаемой за счет собственного внутреннего магнитного поля. Самый близкий к Земле видимый светящийся шар плазмы – Солнце.

Плазма – это электромагнитная система, состоящая из групп частиц, которые в сумме имеют нулевой заряд. Плазму также можно описать как ионизированный газ, существующий в электрической нейтральности или в группах несвязанных положительных и отрицательных частиц. Плазма имеет очень высокую электропроводимость и создает магнитное поле. Плазма, четвертое состояние вещества, является видом газообразной материи, состоящей из ионов и свободных электронов. Однако газ и плазма – это разные состояния материи. Плазма проявляет совершенно иные качества и свойства, значительно превышающие свойства газов и других состояний веществ. Отличие плазмы состоит в  том, что она имеет коллективное поведение, меняющее влияние на поле в целом. Плазму можно создать путем нагрева газа или воздействия на вещество мощным электромагнитным сигналом. При нагреве плазмы уменьшается или увеличивается число электронов, создавая при этом положительные или отрицательно заряженные частицы, называемые ионами. При охлаждении плазмы положительные ионы и электроны соединяются, создавая атомы обычного газа. Плазма чрезвычайно горячая, и при охлаждении она теряет свой заряд и меняет состояние.

В физике плазмы обычно не считают плазму телом. Однако частицы, соединенные с плазмой, могут создавать твердые состояния наполненной плазмой материи. Плазма при воздействии на нее магнитного поля формирует нитевидные структуры, которые создают связи со всеми

Прообразом плазмы является впервые полученный в 1802 году профессором Санкт-Петербургской медико-хирургической академии В. В. Петровым электрический дуговой разряд [6]. Исследование дугового разряда показали, что при высокой температуре его вещество находится в особом состоянии, где наряду с нейтральными молекулами и атомами имеются заряженные частицы – ионы и электроны, обеспечивающие прохождение электрического тока через газ и придают ему ряд ценных, с практической точки зрения, свойств. Такую среду, в которой значительная часть молекул или атомов ионизирована, в1923 году Л.Тонкс и И Лэнгмюр предложили называть плазмой. Плазма находит технологическое применение прежде всего в процессах, которые требуют высокотемпературного концентрированного нагрева значительных (по сравнению с другими методами обработки концентрированными потоками энергий) зон заготовки.

Плазма — в физике и химии полностью или частично ионизированный газ, возникающий при очень высокой температуре [7]. Может относиться к агрегатным состояниям вещества.

Плазма представляет собой смесь постоянно перемещающихся атомов, электронов, положительных ионов и даже атомных ядер. Плазма с температурой порядка 10—100 тыс. градусов называется «холодной», с температурой порядка миллиона градусов — «горячей». В последнем случае нейтральные атомы в плазме существовать не могут, и она состоит из смеси электронов, ионов и атомных ядер. Плазма в целом электронейтральна, но обладает электронной и ионной проводимостью.

На земле в плазменном состоянии находится огонь, молния и т. п. Солнце и другие звезды являются огромными кусками плазмы. Основная часть космического вещества находится в состоянии плазмы, холодные тела типа Земли в космосе встречаются редко и содержат очень маленькое количество вещества, по сути своей представляющее отходы работы звезд.

В настоящее время происходит интенсивное развитие физики и химии плазмы.

В 1929 году физики из США Ирвинг Ленгмур и Леви Тонко назвали плазмой ионизированный газ в газоразрядной трубке [8]. При изучении электрического разряда в трубке с разреженным воздухом и была открыта материя, ставшая четвёртым состоянием вещества.

Любое вещество в зависимости от температуры может находиться в нескольких состояниях: твёрдом, жидком, газообразном. При дальнейшем увеличении температуры атомы и молекулы теряют электроны, в итоге газ превращается в плазму. При температуре более 1 000 000 градусов Цельсия плазма практически полностью ионизирована – в её составе есть только электроны и положительные ионы. Из плазмы состоит около 99% массы Вселенной. Звёзды, туманности – это ионизированная плазма.

Массовое применение плазма нашла в светотехнике: газоразрядные лампы, неоновая реклама, лампы дневного света – во всех этих устройствах используется плазма. Искра между проводами, дуга электросварки – это тоже то самое четвёртое состояние вещества. Газовые лазеры (использующие гелий и неон, криптон, диоксид углерода) на самом деле используют плазму, т.к. газовые смеси ионизируются электрическим разрядом.

Плазма – это фаза вещества, состоящая из заряженных частиц, ионов и электронов. Физика плазмы, как и физика жидкостей и газов, не является самостоятельной разделом физики [9]. Он является многоотраслевым, то есть использует и углубляет фундаментальные разделы физических концепций (атомная физика , квантовая физика , статистическая физика, механика жидкости, физическая химия и т.д), чтобы адаптировать плазму к изначально сложным. проблема изучения разнородного набора заряженных и незаряженных частиц, подверженных воздействию различных силовых полей.

Превращение газа в плазму (ионизированный газ) не происходит при постоянной температуре для данного давления , со скрытой теплотой изменения состояния, как для других состояний; но это постепенное преобразование. Когда газ достаточно нагрет, электроны во внешних слоях могут быть оторваны во время столкновений между частицами, что образует плазму. Глобально нейтральное, присутствие заряженных частиц приводит к поведению, которое не существует в обычных жидкостях, например, в присутствии электромагнитного поля .

Плазма также может образовываться при низкой температуре, если источник ионизации находится вне ее. Так обстоит дело с ионосферой , этим верхним слоем атмосферы Земли, который, хотя и холоден, постоянно подвергается интенсивной ионизирующей бомбардировке частицами, исходящими от Солнца. Полярные сияния являются одним из проявлений этой плазмы.

Состояние плазмы является наиболее распространенным во Вселенной , особенно в звездах , туманностях, межзвездной среде, а также в ионосфере Земли . С другой стороны, плазма также встречается в люминесцентных лампах , космических двигателях и некоторых химических реакторах . Они широко используются в промышленности, в частности в микроэлектронике и при обработке материалов.

В обычных условиях газовая среда не позволяет проводить электричество. Когда эта среда подвергается воздействию слабого электрического поля, чистый газ считается идеальным изолятором, поскольку он не содержит свободных заряженных частиц (электронов или положительных ионов). Свободные электроны и положительные ионы могут появиться, если газ подвергается воздействию сильного электрического поля или при достаточно высоких температурах, если он подвергается бомбардировке частицами или если он подвергается воздействию очень интенсивного электромагнитного поля.

Когда ионизация достаточно высока, так что количество электронов в единице объема сравнимо с числом нейтральных молекул, тогда газ становится очень проводящей жидкостью, называемой плазмой. Важно отметить, что плазменную среду от ионизированной среды отличает ее макроскопическая нейтральность.

Первоначально плазма относилась к глобально нейтральному ионизированному газу, затем это определение было распространено на частично ионизированные газы, поведение которых отличается от поведения нейтрального газа. Сегодня мы говорим о плазме, когда наблюдаемое нами вещество содержит большое количество частиц различной природы, которые могут взаимодействовать друг с другом и с окружающей средой: это суп из электронов, катионов, анионов, атомов.

Что же такое плазма? Для чего ее изучать? Где она применяется? В работе [10] приводятся взгляды на плазму в институте ядерной физике им. Будкера СО РАН, на кафедре физики плазмы университета.

Вспышки на Солнце – это это плазма, которая движется в магнитном поле. В космосе, на Солнце в частности, плазменные явления происходят сплошь и рядом, а Солнце — это и есть термоядерный реактор. А  на Земле в обычных условиях плазма встречается достаточно редко, вот только всего несколько примеров можно назвать естественной плазмой. Например: Северное сияние — очень красивое зрелище, оно связано как раз с плазменными явлениями, а точнее с явлениями переноса частиц с магнита в сфере Земли. Другое проявление плазмы, это пламя (низко — температурная плазма), просто молния и т. д. На Земле плазма встречается достаточно редко в естественных условиях, может быть поэтому долгое время плазмой, как наукой не занимались, но зато в космосе большая часть видимой вселенной — это и есть плазма. Таким образом, плазма наиболее распространенная форма вещества во вселенной. Естественно это и есть одна из движущих сил, вследствие которой плазма и изучается.

Так что же такое плазма? Возьмем обычное твердое тело и подогреем его, произойдет плавление, и твердое тело превратиться в жидкость, на это нужно затратить некоторую энергию. Дальше еще нагреем, жидкость перейдет в газ, будем нагревать еще, газ перейдет в новое состояние, такое состояние называется плазмой. Это фазовые переходы плавления, затем испарения и ионизации, т. е атомы или молекулы распадаются на отдельно составные части – электроны и ионы, т. е. они уже живут по отдельности. Произошел еще один фазовый переход, но на него энергии было затрачено существенно больше, чем на предыдущей фазе перехода. Что будет если еще нагреть плазму? Если мы еще подогреем плазму = 10 0000 °C, появится еще одно новое состояние, когда в этом раскаленном газе — плазме, начнут происходить реакции термоядерные и получиться термоядерная плазма. Возникает вопрос: А что будет, если мы еще нагреем? Что-то будет, что именно мы не знаем, потому что дальше здесь ядерный барьер и т. д. Ну и так плазма — это ионизованный газ. Газ обладающий некоторыми свойствами, как газа, так и свойствами отличными от свойств газа. Дальше есть явления различные в атмосфере, например — молния, это газоразрядная лампа, солнечная корона имеет относительно низкие тнмпературы — это туманность. Это всё плазма плазма.

Для чего вообще изучать плазму? Главная, и довольно очевидная причина , это просто познание мира. Из плазмы состоит значительная часть нашего окружающего мира. Познание мира оно неминуемо ведет к тому, что мы начинаем использовать наши знания в практических целях. Что касается науки о плазме. Считается, что наука о плазме относительно молодая, но уже сейчас плазменные технологии занимают довольно широкое место в индустрии.

Гуляя вечером по улицам города, мы любуемся световыми рекламами, не думая о том, что в них светится неоновая или аргоновая плазма [11]. Всякий, кто имел «удовольствие» устроить в электрической сети короткое замыкание, встречался с плазмой. Искра, проскакивающая между проводами, состоит из плазмы электрического разряда в воздухе. Дуга электрической сварки тоже плазма. Кроме того, плазма применяется в самых разных газоразрядных приборах: выпрямителях электрического тока, стабилизаторах напряжения, плазменных усилителях и генераторах сверхвысоких частот (СВЧ), счётчиках космических частиц.

Созданы также плазменные двигатели, магнитогидродинамические электростанции. Разрабатываются различные схемы плазменного ускорения заряженных частиц. А центральной задачей физики плазмы является проблема управляемого термоядерного синтеза.

Применение плазмы очень разнообразно и перспективно, но мало кто знает, что это такое, какими свойствами обладает плазма и каковы перспективы её использования

Термин «плазма» ввел американский химик Ирвинг Ленгмюр лауреат Нобелевской премии по химии в 1932 году «за открытия и исследования в области химии поверхностных явлений». Этот термин он использовал для ионизированного газа, который образовывался, когда в ходе экспериментов применялись чрезвычайно мощные переменные токи.

Таким образом, плазма –частично или полностью ионизированный газ, образованный из нейтральных атомов (или молекул) и заряженных частиц (ионов и электронов)..

Плазму причисляют к четвертому агрегатному состоянию вещества. Это связанно с тем, что газ в результате процесса перехода в плазму почти полностью меняет свои свойства.

Плазму можно классифицировать по следующим признакам:

1) Низкотемпературная и высокотемпературная: низкотемпературная до 106 Кельвинов, высокотемпературная плазма от 106 Кельвинов.

Для низкотемпературной плазмы характерна малая степень ионизации (до 1%). Так как такие плазмы довольно часто употребляются в технологических процессах, их иногда называют технологичными плазмами. Чаще всего их создают при помощи электрических полей, ускоряющих электроны, которые в свою очередь ионизируют атомы. Электрические поля вводятся в газ посредством индуктивной или емкостной связи.

Горячая (высокотемпературная) плазма почти всегда полностью ионизирована (степень ионизации ~100 %). Обычно именно она понимается под «четвёртым агрегатным состоянием вещества». Примером может служить Солнце, звезды.

2) Равновесная и неравновесная: в равновесной плазме в любой точке системы температуры равны, такая плазма стабильна. В неравновесной плазме в любой точке системы температуры могут отличаться, такая плазма нестабильна.

3) Идеальная и неидеальная: в идеальной плазме все частицы газа ионизированы, а в неидеальной наоборот, не все частицы газа ионизированы.

Состояние плазмы практически единогласно признается научным сообществом как четвертое агрегатное состояние [12]. Вокруг данного состояния даже образовалась отдельная наука, изучающая это явление – физика плазмы. Состояние плазмы или ионизованный газ представляется как набор заряженных частиц, суммарный заряд которых в любом объеме системы равен нулю – квазинейтральный газ.

Получить высокотемпературную плазму можно двумя способами: посредством сильного нагрева газа, либо при помощи сильного сжатия вещества. При таких условиях электроны не способны удерживаться на орбитах в атомах вещества, в результате чего «сходят» с них. Таким образом возникает набор отдельных положительных частиц (протонов или ядер атомов — ионов) и электронов.

Так в лабораторных условиях получают плазму, степень ионизации которой можно контролировать при помощи изменения параметров тока. Однако, в отличие от высокотемпературной плазмы, газоразрядная нагревается за счет тока, и потому быстро охлаждается при взаимодействии с незаряженными частицами окружающего газа. Электрическая дуга — ионизированный квазинейтральный газ. Солнечное вещество находится в состоянии плазмы.

В отличие от газа вещество в состоянии плазмы обладает очень высокой электрической проводимостью. И хотя суммарный электрический заряд плазмы обычно равен нулю, она значительно подвержена влиянию магнитного поля.

Газоразрядные лампы основаны на протекании тока через газ, что вызывает ионизацию последнего. Популярный в технике плазменный экран представляет собой набор газоразрядных камер, заполненных сильно ионизированным газом. Наибольшее же надежды возлагаются на плазму – как на «топливо» для термоядерного реактора. Желая повторить процессы синтеза атомных ядер, протекающие на Солнце, ученые работают над получением энергии синтеза из плазмы.

Состояние плазмы – наиболее распространенная форма вещества, на которую приходиться около 99% массы всей Вселенной. Вещество любой звезды – это сгусток высокотемпературной плазмы. Помимо звезд, существует и межзвездная низкотемпературная плазма, которая заполняет космическое пространство. Ярчайшим примером является ионосфера Земли, которая представляет собой смесь нейтральных газов (кислорода и азота), а также сильно ионизированного газа. Ионосфера образуется как следствие облучения газа солнечным излучением. Взаимодействие же космического излучения с ионосферой приводит к полярному сиянию. На Земле плазму можно наблюдать в момент удара молнии. Электрический искровой заряд, протекающий в атмосфере, сильно ионизирует газ на своем пути, образуя тем самым плазму.

По этой причине утверждение, что огонь (температура которого не превышает 4 000 градусов) – это плазма – лишь популярное заблуждение.

Но в мире атомов действует совершенно непреложный закон. Этот закон гласит, что любой электрон может быть освобожден из атома только в том случае, если ему будет передана энергия, равная или большая энергии связи его с ядром. Легко понять теперь «общительность» далеких от ядра и пленение близких к ядру электронов в атоме. Далекому внешнему электрону, чтобы он улетел прочь из атома, надо передать немного энергии: энергия его связи с ядром очень невелика.

Но иногда в атомном мире наступает время освобождения. За это время по некоторым причинам, о которых мы расскажем ниже, из атомов освобождается довольно большое количество электронов и ядра значительно «оголяются». Наступает такое состояние вещества, когда в нем оказываются свободными большое число электронов и ионов — атомов с поредевшими электронными оболочками. Такое состояние вещества и называется плазмой.

Основное прибежище плазмы на нашей планете — ионосфера. За ее пределами плазма порождается в ходе некоторых природных процессов (например, грозовых разрядов), а также во время работы научных и бытовых приборов и технологических установок (например, дуговых сварочных аппаратов). Ионы имеются даже в пламени обычной спички, но их концентрация составляет ничтожные доли процента, поэтому о настоящей плазме тут не может быть и речи. Зато во Вселенной плазменное состояние обычной (не темной) материи отнюдь не редкость, а самая что ни на есть норма. Космос — это настоящий океан плазмы, она буквально везде — от звездных недр и окрестностей до практически пустого межзвездного пространства.

В зависимости от температуры любое вещество изменяет своё состояние [13]. Так, вода при отрицательных (по Цельсию) температурах находится в твёрдом состоянии, в интервале от 0 до 100 °С – в жидком, выше 100 °С – в газообразном. Если температура продолжает расти, атомы и молекулы начинают терять свои электроны – ионизуются и газ превращается в плазму. При температурах более 1 000 000 °С плазма абсолютно ионизована – она состоит только из электронов и положительных ионов. Плазма – наиболее распространённое состояние вещества в природе, на неё приходится около 99 % массы Вселенной. Солнце, большинство звёзд, туманности – это полностью ионизованная плазма. Внешняя часть земной атмосферы (ионосфера) тоже плазма. Ещё выше располагаются радиационные пояса, содержащие плазму. Полярные сияния, молнии, в том числе шаровые – всё это различные виды плазмы, наблюдать которые можно в естественных условиях на Земле. И лишь ничтожную часть Вселенной составляет вещество в твёрдом состоянии – планеты, астероиды и пылевые туманности.

Плазма – частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. Вещество, разогретое до температуры в сотни тысяч и миллионы градусов, уже не может состоять из обычных нейтральных атомов. При столь высоких температурах атомы сталкиваются друг с другом с такой силой, что не могут сохраниться в целостности. При ударе атомы разделяются на более мелкие составляющие – атомные ядра и электроны. Смесь этих частиц, называемая плазмой, представляет собой своеобразное состояние вещества, которое очень сильно отличается от относительно холодного газа по свойствам.

1.2. Ионизация атомов – основа образования плазмы.

Ионизация — эндотермический процесс образования ионов из нейтральных атомов или молекул [14]. Положительно заряженный ион образуется, если электрон в молекуле получает достаточную энергию для преодоления потенциального барьера, равную ионизационному потенциалу. Отрицательно заряженный ион, наоборот, образуется при захвате дополнительного электрона атомом с высвобождением энергии.

Принято различать ионизацию двух типов — последовательную (классическую) и квантовую, не подчиняющуюся некоторым законам классической физики.

Газы по большей мере состоят из нейтральных молекул. Однако если часть молекул газов ионизируется, газ проводит электрический ток. Есть три основных способа ионизации в газах:

· Термическая ионизация — ионизация, при которой необходимую энергию для отрыва электрона от атома дают столкновения между атомами вследствие повышения температуры;

· Ионизация электрическим полем — ионизация вследствие повышения значения напряженности внутреннего электрического поля выше предельного значения. Из этого следует отрыв электронов от атомов газа.

· Ионизация ионизирующим излучением.

Методы, использующиеся для ионизации проводящих материалов:

Искровая ионизация: за счёт разницы потенциалов между кусочком исследуемого материала и другим электродом возникает искра, вырывающая с поверхности мишени ионы.

Ионизация в тлеющем разряде происходит в разрежённой атмосфере инертного газа (например, в аргоне) между электродом и проводящим кусочком образца.

Ударная ионизация. Если какая-либо частица – электрон, ион или нейтральная молекула, летящая с некоторой скоростью, столкнётся с нейтральным атомом или молекулой, то кинетическая энергия летящей частицы может быть затрачена на совершение акта ионизации, если эта кинетическая энергия превышает энергию ионизации.

Ионизация воздуха изучается учеными на протяжении почти столетия [15]. Благодаря многолетним исследованиям (в первую очередь русского биофизика Л.А. Чижевского), посвященным воздействию положительных и отрицательных ионов на состояние организма человека, сегодня мы научились «оживлять» воздух, управляя процессом по собственному желанию.

В естественных условиях процесс ионизации происходит под влиянием природных факторов. Солнце – мощнейший источник энергии, управляющий всеми природными процессами на Земле, в том числе и ионизацией. Оно излучает ионизирующую радиацию, которая вместе с атмосферным и статическим электричеством, энергией прибоя океанов и морей насыщает воздух планеты легкими отрицательно заряженными аэроионами. Главное условие естественной ионизации – энергия, и в природе ее достаточно.

Один из показательных примеров природной ионизации – гроза. Воздух до начала грозы душный – в нем увеличивается количество «тяжелых» аэроионов, а после грозы дышать становится легко – под влиянием электрических разрядов тяжелые ионы меняют заряд на отрицательный.

Стремясь нейтрализовать отрицательные факторы современной цивилизации, ученые создали приборы, способные создавать в воздухе помещений условия, приближенные к природным. Приборы искусственной ионизации воздуха работают по принципу электростатического очищения и обогащения воздуха легкими аэроионами. Существуют и приборы, ионизирующие воздух путем УФ и радиоактивного излучения (гидроионизаторы).

Суть ионизации заключается в разделении атома на положительный ион и электрон [16]. Больший интерес для электроники представляет ионизация газа, который находится в электрическом поле. Понятие ионизации газа представляет собой появление в газе заряженных частиц – молекул, называемых газовыми ионами, под воздействием различных внешних взаимодействий. Наибольшее влияние оказывают такие внешние агенты как рентгеновские лучи, лучи радия, сильный нагрев газа.

Количественной характеристикой ионизации является интенсивность ионизации, которая измеряется количеством пар противоположных по знаку частиц, возникающих в единице объёма газа за единицу времени.

Механизм ионизации в газах заключается в следующем: нейтральные атомы и молекулы содержат одинаковое количество положительного электричества в виде центральных ядер и отрицательного – в виде электронов, окружающих эти ядра. Под воздействием различных причин электрон может быть вырван, и молекула, которая остаётся, приобретает положительный заряд. А вырванный электрон не остаётся свободным, он захватывается одной или несколькими нейтральными молекулами и сообщает им отрицательный заряд. В итоге получается пара противоположно заряженных ионов. Для того, чтобы электрон оторвался от атома ему необходимо затратить определённую энергию – энергию ионизации. Эта энергия различна для разных веществ и зависит от строения атома.

Каждый молекулярный ион, который образовался, притягивает нейтральные молекулы, и тем самым образует целый ионный комплекс. Ионы противоположных знаков, при столкновении друг с другом, нейтрализуют друг друга, в результате чего опять получаются исходные нейтральные молекулы –такой процесс называется рекомбинацией. При рекомбинации электрона и положительного иона высвобождается определённая энергия, которая равна энергии, затраченной на ионизацию.

1.2.1. Теория ионизации.

В работе [17] приводится теория ионизации воздуха. Коронный разряд – это процесс ионизации воздуха вдоль провода под действием сильных электромагнитных полей.

Ионизацию воздуха заметили давно, но не сумели правильно истолковать. С появлением в середине XVIII века первых электростатических генераторов разряд стал обычным явлением. Первую в мире дугу получил в 1802 году русский учёный Петров.

Точного определения коронного разряда в литературе не встречается. В физике принято прохождение тока через воздух делить на три участка.Первый подчиняется закону Ома для участка цепи и прямой. Здесь протекание тока возможно за счёт внешней ионизации: пламенем, ультрафиолетом, радиоактивным или высокочастотным излучением.

Второй участок находится в области насыщения. На нём ток остаётся сравнительно постоянным, заряды при движении между электродами активно рекомбинируют. И при растущей разнице потенциалов ничего не меняется, пока напряжение не достигнет третьего участка.

При высокой разнице потенциалов начинается лавинообразный процесс ударной ионизации. Электроны обретают столь высокую скорость, что выбивают электроны из молекул газа. На этом участке ток быстро растёт с повышением разницы потенциалов, возможно возникновение электрической дуги.

Исккровой разряд наблюдается визуально и возникает после начала второго роста кривой. Вначале присутствует тихий разряд, глазу не заметный. Его часто называют несамостоятельным, нужен внешний ионизирующий фактор, чтобы поддержать движение носителей. Понижение напряжения вызывает немедленную рекомбинацию всех носителей.

Искровой разряд отмечается при напряжениях, где возможна лавинообразная ионизация. Искры проскакивают с частотой от 400 Гц и выше, что сопровождается различимым шумом. Напряжение после каждого разряда падает, чем обусловлено наличие свободного интервала. Визуально искры сливаются в одну.Коронный разряд ведёт к потере энергии на линии ЛЭП и происходит непрерывно.

Сказанное выше не позволяет точно понять электрическую дугу. При определённом значении напряжения начинается ударная ионизация воздуха. Если разница потенциалов падает, ток не меняется либо растёт. Это так называемый участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Процесс, идущий между электродами, именуется дугой. Разряд разжигается высоким напряжением и сближением стержней, а затем идёт самостоятельно.

Если расстояние между электродами слишком мало, коронный разряд не образуется: после несамостоятельного немедленно идёт искровой.

Ионизация – это процесс преобразования атома или молекулы в ионы путём приобретения или потери заряженных частиц, таких как электроны и ионы [18]. При ионизации газа создаются ионные пары, состоящие из свободных электронов и положительных ионов. Существует большое число методов ионизации, при этом наиболее часто используются методы электронного или фотонного удара. Положительно заряженным ион становится тогда, когда электрон, связанный с атомом или молекулой обладает достаточным количеством энергии, чтобы преодолеть потенциальный электрический барьер, который его удерживал и, таким образом, порвав связь с атомом или молекулой, высвободиться. Количество энергии, затрачиваемое на этот процесс называется энергией ионизации. Отрицательно заряженный ион возникает, когда свободный электрон сталкивается с атомом и затем попадает в энергетическое поле, высвобождая избыток энергии.

Количество энергии, необходимое для высвобождения электрона должно быть больше или равно потенциальной разнице между текущей атомической связью или молекулярной орбиталью и орбиталью самого высокого уровня. Если поглощённая энергия превосходит потенциал, тогда электрон высвобождается и превращается в свободный электрон. Иначе электрон входит в возбуждённое состояние, пока поглощённая энергия не рассеется и электрон войдёт в нейтральное состояние.

1.2.2. Ионизация газа.

Суть ионизации заключается в разделении атома на положительный ион и электрон [19]. Больший интерес для электроники представляет ионизация газа, который находится в электрическом поле. Понятие ионизации газа представляет собой появление в газе заряженных частиц – молекул, называемых газовыми ионами, под воздействием различных внешних взаимодействий. Наибольшее влияние оказывают такие внешние агенты как рентгеновские лучи, лучи радия, сильный нагрев газа. Вызывают ионизацию приборы, называемые ионизаторами.

Количественной характеристикой ионизации является интенсивность ионизации, которая измеряется количеством пар противоположных по знаку частиц, возникающих в единице объёма газа за единицу времени.

Механизм ионизации в газах заключается в следующем: нейтральные атомы и молекулы содержат одинаковое количество положительного электричества в виде центральных ядер и отрицательного – в виде электронов, окружающих эти ядра. Под воздействием различных причин электрон может быть вырван, и молекула, которая остаётся, приобретает положительный заряд. А вырванный электрон не остаётся свободным, он захватывается одной или несколькими нейтральными молекулами и сообщает им отрицательный заряд. В итоге получается пара противоположно заряженных ионов. Для того, чтобы электрон оторвался от атома, ему необходимо затратить определённую энергию – энергию ионизации. Эта энергия различна для разных веществ и зависит от строения атома.

Каждый молекулярный ион, который образовался, притягивает нейтральные молекулы, и тем самым образует целый ионный комплекс. Ионы противоположных знаков, при столкновении друг с другом, нейтрализуют друг друга, в результате чего опять получаются исходные нейтральные молекулы –такой процесс называется рекомбинацией. При рекомбинации электрона и положительного иона высвобождается определённая энергия, которая равна энергии, затраченной на ионизацию.

Так что в стационарных условиях в ионизированном газе количество ионов определяется подвижным равновесием между количеством ионов, которые доставляются ионизатором, и количеством ионов, которые исчезают вследствие рекомбинации.

После того, как прекращается действие ионизатора количество ионов в газе с течением времени становится всё меньше, и в конце концов практически сводится к нулю. Это объясняется тем, что электроны и ионы принимают участие в тепловом движении и поэтому соударяются друг с другом. В результате столкновения электрона и положительного иона они воссоединяются в нейтральный атом. А когда сталкиваются положительный и отрицательные ионы, последний в свою очередь может отдать положительному иону свой собственный избыточный электрон и оба иона станут нейтральными молекулами.

В естественном состоянии газы не проводят электричества. Если поместить изолированное заряженное тело в сухой атмосферный воздух, например заряженный электрометр с хорошей изоляцией, то заряд электрометра останется практически неизменным долгий период времени.

Для ионизации газов необходимы высокие температуры, например, для водорода этот показатель составляет 6000 К. Такой тип ионизации газов распространен преимущественно в звездах.

Ионизация газа — это процесс образования ионов из нейтральных частиц [20]. Ионизация образуется от соударения в процессе теплового движения или ионизация газа в воздухе.

Чистые, сухие газы не содержат свободных зарядов и являются диэлектриками. При различных внешних воздействиях электроны легко отрываются от атомов газа, образуя таким образом положительные ионы. Оторвавшиеся электроны в значительной части остаются в свободном состоянии, в меньшей — присоединяются к другим атомам, образуя отрицательные ионы.

Происходит ионизация газа. В результате ионизации газ делается, хотя и плохим, но проводником электрического тока. Ионизация газа происходит при нагревании, соударении его частиц, поглощении фотонов ультрафиолетового излучения и т. п.

Соударяясь в процессе теплового движения, электроны и положительные ионы могут вновь соединяться в нейтральные частицы. В результате количество ионов, содержащихся в единице объема газа, или их концентрация, остается постоянным.

В воздухе и других газах, которые находятся в естественных природных условиях, всегда имеется небольшое количество свободных электронов, а также ионов обоих знаков, образовавшихся вследствие ионизирующего действия природных факторов: ультрафиолетовой части солнечного излучения, космического излучения, излучения радиоактивных веществ, находящихся в земной коре, и т. д.

При любом энергетическом воздействии на газ происходит ионизация атомов [21]. Наиболее распространены следующие воздействия.

1. Термический нагрев вещества. Атомы газа приобретают такую тепловую энергию, что при столкновении одного из них с другим атомом, электрону последнего может быть передана энергия, большая энергии ионизации. В результате появляется пара электрон - положительный ион.

2. Ионизация газа жёстким электромагнитным излучением. Ионизация происходит при столкновении кванта излучения с атомом.

3. Ионизация газа частицами (электронами и др.). При столкновении с нейтральными атомами частицы должны быть способны передать им энергию, не меньшую энергии ионизации..

4. Прохождение электрического тока через газ. Ионизацию производят электроны и ионы, ускоренные электрическим полем до энергий, превышающих энергию ионизации. Ток в газе называется газовым разрядом.

5. Воздействие на газ СВЧ излучения. Ионизация газа производится электрическим полем электромагнитной волны.

Все вещества, находящиеся в воздухе, имеют нейтральный заряд, т.е. количество положительно заряженных частиц и отрицательно в веществе одинаковое [22].

Поэтому само вещество имеет нейтральный заряд. Если же баланс частиц в веществе нарушается, то причина этого кроется в образовавшихся новых ионах – положительных или отрицательных соответственно. Именно образование таких ионов называют ионизацией. И вот тут возникает вопрос, при каких же обстоятельствах эти ионы могут образовываться? Таких ситуаций в обычной жизни существует несколько:

· Воздействие на воздух (или газ) сильного электрического поля, когда большой показатель напряженности внутреннего электрического поля приводит к отрыву электрона от атома вещества.

· Воздействие на воздух (или газ) какой-либо энергией, которая приводит к столкновению частиц, повышению температуры, в результате чего электроны отрываются от атома вещества. Это – термическая ионизация.

В природе источником ионизации могут являться некоторые растения, чаще всего это хвойные деревья. Также ионизация воздуха происходит при грозе за счёт сильных электрических разрядов. Поскольку ионизация наблюдается не только в газах, но и в жидкостях, то при мелком дроблении воды рядом с водопадами тоже можно наблюдать процесс ионизации.

Ионизация – образование положительных и отрицательных ионов и свободных электронов из электрически нейтральных атомов и молекул [23]. Термином ионизация обозначают как элементарный акт (ионизация атома, молекулы), так и совокупность множества таких актов (ионизация газа, жидкости).

Для разделение нейтрального невозбужденного атома (или молекулы) на две или более заряженные частицы, т.е. для его ионизации, необходимо затратить энергию. Для всех атомов данного элемента (или молекул данного химического соединения), ионизирующихся из основного состояния с образованием одинаковых ионов, энергия ионизации одинакова. Простейший акт ионизации – отщепление от атома (молекулы) одного электрона и образование положительного иона. Свойства частицы по отношению к такой ионизации характеризуются ее ионизационным потенциалом.

Присоединение электронов к нейтральным атомам или молекулам (образование отрицательных ионов), в отличие от других актов ионизации, может сопровождаться как затратами, так и выделением энергии; в последнем случае говорят, что атомы (молекулы) обладают средствами к электрону.

Если энергия сообщается ионизируемой частице другой частицей (электроном, атомом или ионом) при их столкновении, то ионизация называется ударной. Вероятность ударной ионизации, характеризуемая так называемым сечением ионизации, зависит от рода ионизируемых и бомбардирующих частиц и от кинетической энергии последних: до некоторого минимального (порогового) значения эта вероятность равна нулю, при увеличении выше порога она вначале быстро возрастает, достигает максимума, а потом убывает.

При столкновении атомов и ионов с атомами может происходить ионизация не только бомбардируемых, но и бомбардирующих частиц. Налетающие нейтральные атомы, теряя свои электроны, превращаются в ионы, а у налетающих ионов заряд увеличивается; это явление называется "обдиркой" пучка частиц. Обратный процесс – захват электронов от ионизируемых частиц налетающими положительными ионами называется перезарядкой ионов.

В определенных условиях частицы могут ионизироваться и при столкновениях, в которых передается энергия, меньшая: сначала атомы (молекулы) в первичных соударениях переводятся в возбужденное состояние, после чего для их ионизации достаточно сообщить им энергию равную разности и энергии возбуждения. Таким образом, необходимая для ионизации передача энергии осуществляется в нескольких последовательных столкновениях. Подобная ионизация называется ступенчатой. Она возможна, если столкновения происходят столь часто, что частица в промежутке между двумя соударениями не успевает потерять энергию, полученную в первом из них (в достаточно плотных газах, высокоинтенсивных потоках бомбардирующих частиц). Кроме того, механизм ступенчатой ионизации очень существенен в случаях, когда частицы ионизируемого вещества обладают метастабильными состояниями, т.е. способны относительно долгое время сохранять энергию возбуждения.

Ионизация может вызываться не только частицами, налетающими извне. При достаточно высокой температуре, когда энергия теплового движения атомов (молекул) велика, они могут ионизировать друг друга за счет кинетической энергии сталкивающихся частиц – происходит термическая ионизация. Значительной интенсивности она достигает, начиная с температур ~103-104 К, например, в дуговом разряде, ударных волнах, в звездных атмосферах.

1.2.3. Ионизация воды.

Идя по пути исследования феномена памяти воды, в конце ХХ века ученые под руководством академика, профессора Виктора Михайловича Инюшина обнаружили, что кроме молекулярно-атомной структуры вода обладает ещё и плазменной структурой с очень плотным набором элементарных частиц, начиная от электрона и кончая античастицами физического вакуума [24]. Эта структура и была названа ими «гидроплазма», т.е. плазма воды.

Гидроплазма – это пятое состояние воды (вода в плазматическом состоянии). Гидроплазма – это сложная структура, состоящая из плазменных частиц. Оказывается, в живой воде рек, озер и других естественных водоёмов имеется определённый запас таких структур. Благодаря этим структурам происходит самоочистка воды.

Гидроплазма – многомерна, она имеет очень много разнонаправленных векторов, поэтому её весьма сложно сравнивать с какими-либо другими физическими комплексами и структурами. Здесь идёт речь о другой термодинамике, термодинамике высокого порядка – антиэнтропийной. Помимо этого, гидроплазма служит своего рода защитой от электромагнитного излучения. Важность дальнейшего исследования свойств гидроплазмы и её практического применения обусловлена современным состоянием нашей среды обитания.

1.2.4. Ионизация твёрдого тела.

Ионизация в твёрдом теле – процесс превращения атомов твёрдого тела в заряженные ионы, связанный с переходом электронов из валентной зоны кристалла в проводимости зону [25]. Энергия ионозации в твёрдом теле имеет величину порядка ширины запрещённой зоны. В кристаллах с узкой запрещённой зоной электроны могут приобретать энергию ионизации за счёт энергии тепловых колебаний атомов (термическая ионизация). При фотоионизации необходимые энергии сообщаются электронам проходящими через твёрдое тело фотонами. Ионизация происходит также, когда через тело проходит поток заряженных (эл-ны, протоны) или нейтральных (нейтроны) частиц.

Особый интерес представляет ионизация в сильном электрическом поле, наложенном на твёрдое тело. В таком поле электроныны в зоне проводимости могут приобрести кинетические энергии, большие, чем энергия ионизации, и «выбивать» электроны из валентной зоны (ударная ионозация). При этом в валентной зоне образуются дырки, а в зоне проводимости вместо каждого «быстрого» электрона появляются два «медленных», которые, ускоряясь в поле, могут также стать «быстрыми» и вызвать ионизацию. Вероятность ударной ионизации возрастает с ростом напряжённости электрического поля. При некоторой критической напряжённости ударная ионизация приводит к резкому увеличению плотности тока, т. е. к электрическому пробою твёрлого тела.

1.2.5. Энергия ионизации.

Энергия ионизации — разновидность энергии связи или, как её иногда называют, первый ионизационный потенциал, представляет собой наименьшую энергию, необходимую для удаления электрона от свободного атома в его низшем энергетическом (основном) состоянии на бесконечность [26]. Энергия ионизации является одной из главных характеристик атома, от её в значительной степени зависят природа и прочность образуемых атомом химических связей.

Для многоэлектронного атома существуют также понятия второго, третьего и т. д. ионизационных потенциалов, представляющих собой энергию удаления электрона от его свободных невозбуждённых катионов с зарядами +1, +2 и т. д. Эти ионизационные потенциалы, как правило, менее важны для характеристики химического элемента. Энергия ионизации всегда имеет эндоэнергетическое значение. Чтобы оторвать электрон от атома, требуется приложить энергию, так как самопроизвольно это произойти не может.

На энергию ионизации атома наиболее существенное влияние оказывают следующие факторы:

1. эффективный заряд ядра, являющийся функцией числа электронов в атоме, экранирующих ядро и расположенных на более глубоко лежащих внутренних орбиталях;

2. радиальное расстояние от ядра до максимума зарядовой плотности наружного, наиболее слабо связанного с атомом и покидающего его при ионизации, электрона;

3. мера проникающей способности этого электрона;

4. межэлектронное отталкивание среди наружных (валентных) электронов.

Что такое энергия ионизации и от чего зависит [27]?

Энергия ионизации – это количество энергии, которое изолированный атом в основном электронном состоянии должен поглотить для освобождения электрона, в результате чего образуется ион.

Эта величина обычно выражается в кДж/моль или количество, необходимое для того, чтобы потерять один электрон.

При рассмотрении первоначально нейтрального атома, вытеснение первого электрона потребует меньше работы, чем вытеснение второго, второй потребует меньше, чем третьего и так далее. Для вытеснение каждого последующего электрона требуется больше работы. Это происходит потому, что после потери первой отрицательно заряженной элементарной частицы общий заряд атома становится положительным, а отрицательные силы будут притягиваться к положительному заряду новообразованного иона.

1.2.6. Источник энергии для ионизации физических объектов.

Ионизация — эндотермический процесс образования ионов из нейтральных атомов или молекул [14]. Положительно заряженный ион образуется, если электрон в молекуле получает достаточную энергию для преодоления потенциального барьера, равную ионизационному потенциалу. Отрицательно заряженный ион, наоборот, образуется при захвате дополнительного электрона атомом с высвобождением энергии.

Откуда же берётся энергия ионизации, где её источник? Теоретическая физика не знает ответа на этот вопрос. Данных в литературе не приводится.

1.3. Четвёртое агрегатное состояние вещества.

Плазма – четвертое агрегатное состояние вещества, представляет собой ионизованный газ из нейтральных атомов и заряженных частиц [28]. Плазма возникает, когда атомы любого обычного газа из-за внешнего воздействия теряют электроны или приобретают новые. Таким образом, плазма может состоять из разных видов ионов, нейтральных атомов и свободных электронов.

Молния – самая распространённая форма существования плазмы на Земле.

Получить плазму можно несколькими способами: повышая температуру вещества до нескольких тысяч градусов и выше, используя электрические разряды или подвергая вещество воздействию других видов электромагнитного излучения. Простейший случай ионизации воздуха – молния. Другой часто встречающийся пример четвертого состояния вещества – огонь. Пламя представляет собой поток раскаленных газов, атомы которых могут под воздействием нагрева стать ионами. Следует, правда, уточнить, что далеко не всякое горение вещества приводит к его превращению в плазму. Для этого, как правило, требуется температура в несколько тысяч градусов. Поэтому огонь, наблюдаемый в земных условиях, иногда считают особым, промежуточным состоянием вещества – низкотемпературной плазмой.

На Земле плазма почти не встречается и по большей части сконцентрирована в верхнем слое атмосферы – ионосфере, однако в космосе до 99% всего вещества находится именно в состоянии плазмы.Из разогретых до огромных температур водорода и гелия состоит большинство звёзд, и даже межзвёздное пространство наполнено слабо ионизированной разреженной плазмой.

Важнейшее свойство вещества в состоянии плазмы – электропроводимость (большинство обычных газов, напротив, являются диэлектриками). Если для атомов обычного газа чуть ли не единственной формой взаимодействия остаются случайные механические столкновения, то ионы и электроны в плазме влияют друг на друга даже на больших расстояниях. Заряженные частицы способны притягивать и отталкивать друг друга и образовывать за счет этого относительно сложные структуры. Количество положительных и отрицательных частиц стремится к равновесию, в результате чего любой объём плазмы сохраняет нейтральность заряда.

Плазма – состояние вещества, которое имеет достаточно энергии для отделения электронов от ядра атома [29]. Плазма образуется, когда под воздействием тепловой или другой энергии ряд атомов высвобождают свои электроны. В результате атомы становятся положительно заряженными (ионами), а высвобожденные электроны могут свободно перемещаться. Когда достаточное количество атомов ионизируется, чтобы существенно повлиять на электрические характеристики газа, он становится плазмой.  Проще говоря, плазма – это горячий ионизированный газ, состоящий примерно из одинакового количества положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных электронов.

Характеристики плазмы значительно отличаются от характеристик обычных нейтральных газов, поэтому плазма считается особым «четвертым состоянием вещества».

Наиболее важный эффект ионизации заключается в том, что плазма приобретает некоторые электрические свойства, которых неионизированный газ не имеет: появляется электропроводность, так как вещество в состоянии плазмы состоит из свободных заряженных частиц; плазма реагирует на электрические и магнитные поля; несмотря на существование локализованных концентраций заряда и электрических потенциалов, плазма электрически «квазинейтральна».

Самый большой сгусток плазмы, который мы постоянно наблюдаем – это Солнце. Огромное количество тепла, выделяемое звездой, отрывает электроны от атомов водорода и гелия, из которых состоит Солнце. Фактически оно, как и другие звезды, представляет собой большой плазменный шар. По оценкам, 99% вещества в наблюдаемой вселенной находится в плазменном состоянии.

Пламя огня – это тоже плазма. Огонь – это самая настоящая плазма, пламя огня проявляет все основные свойства плазмы.

Еще в природе плазменным состоянием вещества можно охарактеризовать молнии и искры разрядов статического электричества.

Состояние плазмы практически единогласно признается научным сообществом как четвертое агрегатное состояние [30]. Вокруг данного состояния даже образовалась отдельная наука, изучающая это явление – физика плазмы. Состояние плазмы или ионизованный газ представляется как набор заряженных частиц, суммарный заряд которых в любом объеме системы равен нулю – квазинейтральный газ.

Получить высокотемпературную плазму можно двумя способами: посредством сильного нагрева газа, либо при помощи сильного сжатия вещества. При таких условиях электроны не способны удерживаться на орбитах в атомах вещества, в результате чего «сходят» с них. Таким образом возникает набор отдельных положительных частиц (протонов или ядер атомов — ионов) и электронов.

Также существует газоразрядная плазма, которая возникает при газовом разряде. При прохождении электрического тока через газ, первый ионизирует газ, ионизированные частицы которого являются переносчиками тока.

Состояние плазмы – наиболее распространенная форма вещества, на которую приходиться около 99% массы всей Вселенной. Вещество любой звезды – это сгусток высокотемпературной плазмы.

На Земле плазму можно наблюдать в момент удара молнии. Электрический искровой заряд, протекающий в атмосфере, сильно ионизирует газ на своем пути, образуя тем самым плазму. Следует отметить, что «полноценная» плазма, как набор отдельных заряженных частиц, образуется при температурах более 8 000 градусов Цельсия. По этой причине утверждение, что огонь (температура которого не превышает 4 000 градусов) – это плазма – лишь популярное заблуждение.

Практически любое вещество имеет три агрегатных состояния [31]. Но современная физика выделяет еще одно, независимое состояние вещества – плазму.

Плазма – это ионизированный газ с одинаковой плотностью как положительных так и отрицательных зарядов. Как известно, при сильном нагревании любое вещество переходит в третье агрегатное состояние – газ. Если продолжать разогревать полученное газообразное вещество, то на выходе получим вещество с резко увеличенным процессом термической ионизации, составляющие газ атомы распадаются образуя ионы. Данное состояние можно наблюдать невооруженным глазом. Наше Солнце – звезда, как и миллионы остальных звезд и галактик во вселенной есть ничто иное как высокотемпературная плазма. К сожалению на Земле, в естественных условиях плазма не существует. Но наблюдать мы ее все же можем, например вспышку молнии. В лабораторных условиях плазму впервые удалось получить в результате пропускания через газ высокого напряжения.

Для того, что бы из газообразного состояния перейти к плазме, газ необходимо ионизировать. От числа атомов зависит напрямую и степень ионизации. Еще одним условием является температура.

Привычный нам термин “плазма” был применен впервые в 1923 году американским ученым Ленгмюром, а позднее и Тонксоном.

Сегодняшние исследования показывают, вопреки распространенному мнению, в состоянии плазмы находится порядка 99% всего вещества во вселенной.

На земле мы можем наблюдать такие природные явления как молния, северное сияние, “огни святого Эльма”, ионосфера Земли и, конечно, огонь.

Четвёртым агрегатным состоянием вещества часто считают плазму [32]. В отличие от других агрегатных состояний вещества плазма представляет собой газ заряженных частиц (ионов, электронов), которые электрически взаимодействуют друг с другом на больших расстояниях. Что такое плазма? Плазма – частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы.. Термин “плазма” в физике был введен в 1929 американскими учеными И.Ленгмюром и Л.Тонксом. Вещество, разогретое до температуры в сотни тысяч и миллионы градусов, уже не может состоять из обычных нейтральных атомов. При столь высоких температурах атомы сталкиваются друг с другом с такой силой, что не могут сохраниться в целостности. При ударе атомы разделяются на более мелкие составляющие - атомные ядра и электроны. Эти частицы наделены электрическими зарядами: электроны - отрицательным, а ядра - положительным. Смесь этих частиц, называемая плазма представляет собой своеобразное состояние вещества, которое очень сильно отличается от относительно холодного газа по свойствам. Под плазмой в физике понимают газ, состоящий из электрически заряженных и нейтральных частиц, в котором суммарный электрический заряд равен нулю, то есть, выполнено условие квазинейтральности. Степень ионизации определяется как отношение числа ионизованных частиц к общему числу частиц. Чтобы перевести газ в состояние плазмы, нужно оторвать хотя бы часть электронов от атомов, превратив эти атомы в ионы.

Искра, которая проскакивает между проводами, состоит из плазмы электрического разряда в воздухе. Дуга электрической сварки тоже плазма. Любое вещество, нагретое до достаточно высокой температуры, переходит в состояние плазмы.

Плазма — частично или полностью ионизированный газ, образованный из нейтральных атомов (или молекул) и заряженных частиц (ионов и электронов) [33]. Характеристики плазмы отличаются от свойств твёрдых тел, жидкостей и газов, поэтому она часто рассматривается как четвёртое агрегатное состояние вещества. Важнейшим отличием от газообразного состояния является высокая электрическая проводимость.

В зависимости от температуры различают низкотемпературную, или «холодную», плазму (её температура составляет тысячи и десятки тысяч градусов) и высокотемпературную (более миллиона градусов). Кроме того, различают равновесную (в ней температуры электронного, ионного и нейтрального компонентов одинаковы) и неравновесную плазму (электроны имеют большую температуру, чем остальные компоненты).

Плазма создаётся под воздействием высокой температуры либо электрических полей — оба способа вызывают ионизацию вещества (разделение атомов на ионы и электроны).

Большая часть вещества Вселенной находятся в состоянии плазмы: звёзды и межзвёздный газ, верхние слои атмосферы. Плазма находит широкое применение в технике: низкотемпературная используется при обработке металлов, нанесении жаростойких покрытий, в некоторых отраслях химической промышленности и для производства осветительных приборов, высокотемпературная в перспективе может быть использована для осуществления управляемых термоядерных реакций.

/ Плазма — это частично или полностью ионизированный газ с одинаковой плотностью, как положительных, так и отрицательных зарядов [34]. Плазму можно получить из газа путем сильного нагревания. При какой же температуре вещество становиться плазмой? Для того, чтобы ионизировать газ необходима очень высокая температура. Самая низкотемпературная и низкоионизированная (порядка 1%) плазма характеризуется температурой до 100 тысяч градусов. В земных условиях такую плазму можно наблюдать в виде молний. Температура канала молнии может превышать 30 тысяч градусов, что в 6 раз больше, чем температура поверхности Солнца. Солнце и все остальные звезды — это тоже плазма, чаще все-таки высокотемпературная. Около 99% всего вещества Вселенной — это плазма.

В отличие от низкотемпературной, высокотемпературная плазма обладает практически 100% ионизацией и температурой до 100 миллионов градусов. Это поистине звездная температура. На Земле так же часто можно видеть природную плазму. Это молния. Но помимо молний плазменными явлениями можно назвать северное сияние, “огни святого Эльма”, ионосферу Земли и, конечно, огонь. И огонь, и молния, и другие проявления плазмы, как мы это называем, горят. Чем обусловлено столь яркое испускание света плазмой? Свечение плазмы обусловлено переходом электронов из высокоэнергетического состояния в состояние с низкой энергией послерекомбинации с ионами. Этот процесс приводит к излучению со спектром, соответствующим возбуждаемому газу. Именно поэтому плазма светиться.

Явление плазмы открыл в 1879 году английский ученый Уильям Крукс, исследуя электрическую проводимость в газах. Правда, это состояние вещества плазмой назвал в 1928 году Ирвинг Ленгмюр. Плазма – это воистину удивительное явление, а точнее состояние — четвёртое агрегатное состояние вещества.

Четвёртым агрегатным состоянием вещества часто называют плазму [35]. Плазма является частично или полностью ионизированным газом и в равновесном состоянии обычно возникает при высокой температуре, от нескольких тысяч К и выше. В земных условиях плазма образуется в газовых разрядах. Её свойства напоминают свойства газообразного состояния вещества, за исключением того факта, что для плазмы принципиальную роль играет электродинамика, то есть равноправной с ионами и электронами составляющей плазмы является электромагнитное поле.

Плазма — самое распространённое во Вселенной агрегатное состояние вещества. В этом состоянии находится вещество звёзд и вещество, наполняющее межпланетное, межзвёздное и межгалактическое пространство. Бо́льшая часть вещества (по массе около 99,9 %) во Вселенной находится в состоянии плазмы.

1.4. Многогранность представлений о сущности плазмы из литературного обзора.

Классическая плазма – это ионно-электронный газ, возможно, разбавленный нейтральными частицами или же нормальная форма существования вещества при температуре порядка 10 000 градусов и выше, представляющая собой газ, в котором значительная часть атомов или молекул ионизиована?

Плазма – наиболее распространённое состояние вещества в природе, на неё приходится около 99% массы Вселенной. Солнце и звёзды представляют собой не что иное, как сгустки высокотемпературной плазмы, верхний слой атмосферной оболочки Земли, так называемая, ионосфера, также образован из плазмы, ещё выше располагаются радиационные пояса, содержащие плазму. Плазма пронизывает всю Солнечную систему, а также межзвездное и межгалактическое пространство. Полярные сияния, молнии, в том числе и шаровые – всё это различные виды плазмы.

Разряд в люминесцентной лампе дневного света, молния, электрическая дуга – во всех случаях мы имеем дело с явлениями, происходящими в сильно ионизированной плазме. Когда мы смотрим на Млечный путь, созвездия или яркие звезды на ночном небе, мы видим светящиеся шары плазмы, удерживаемой за счет собственного внутреннего магнитного поля. Самый близкий к Земле видимый светящийся шар плазмы – Солнце.

Плазма представляет собой смесь постоянно перемещающихся атомов, электронов, положительных ионов и даже атомных ядер. На земле в плазменном состоянии находится огонь, молния и т. п. Солнце и другие звезды являются огромными кусками плазмы. Основная часть космического вещества находится в состоянии плазмы, холодные тела типа Земли в космосе встречаются редко и содержат очень маленькое количество вещества. Вспышки на Солнце – это это плазма, которая движется в магнитном поле.

А  на Земле в обычных условиях плазма встречается достаточно редко, вот только всего несколько примеров можно назвать естественной плазмой. Например: Северное сияние — очень красивое зрелище, оно связано как раз с плазменными явлениями, а точнее с явлениями переноса частиц с магнита в сфере Земли. Другое проявление плазмы, это пламя (низко — температурная плазма), просто молния и т. д. На Земле плазма встречается достаточно редко в естественных условиях,

Искра, проскакивающая между проводами, состоит из плазмы электрического разряда в воздухе. Дуга электрической сварки тоже плазма. На Земле плазму можно наблюдать в момент удара молнии. Электрический искровой заряд, протекающий в атмосфере, сильно ионизирует газ на своем пути, образуя тем самым плазму.

Космос — это настоящий океан плазмы, она буквально везде — от звездных недр и окрестностей до практически пустого межзвездного пространства. Полярные сияния, молнии, в том числе шаровые – всё это различные виды плазмы, наблюдать которые можно в естественных условиях на Земле.

Вещество, разогретое до температуры в сотни тысяч и миллионы градусов, уже не может состоять из обычных нейтральных атомов. При столь высоких температурах атомы сталкиваются друг с другом с такой силой, что не могут сохраниться в целостности. При ударе атомы разделяются на более мелкие составляющие – атомные ядра и электроны. Смесь этих частиц, называемая плазмой.

1.4.1. Молнии – порождение эфира.

У молний в различных ареалах Земли и за её пределами должна быть общая причина возникновения. Огромную мощность молнии в сильные грозы при почти непрерывных разрядах обеспечивает эфир. Эфир – неисчерпаемый кладезь энергии.

Кода дестабилизируется хотя бы одна ячейка эфира, выделенной энергии достаточно, чтобы разрушить находящиеся рядом ячейки, инициируется лавинообразный процесс с выделением энергии. Возмущение эфира, приводящее к разрушению первой его ячейки, может вызываться различными природными явлениями, а также искусственно. Наиболее распространённым случаем является рождение молний в грозовых облаках.

Ячейка эфира, которая разрушается, соседствует с окружением других ячеек, поэтому молния может разветвиться. Направление движения молнии – по пути наименьшего сопротивления. Молния преимущественно бьёт в землю, но может направляться и в окружающие облака по всей полусфере: в стороны и вверх под любым углом.

Попытки находить источники энергии, обеспечивающие колоссальную мощность разрядов молний в вулканах, в пылевых бурях, в торнадо, подземных молний, молний при землетрясениях, на других планетах и в космосе, а также в грозовых облаках – бесперспективны. Таких особенных источников энергии нет.

Для всего разнообразия молний существует единый универсальный источник энергии – эфир. Для возникновения молнии не надо накопления мощного заряда, каждая ячейка эфира содержит его. Необходимо лишь энергия для возмущения и разрушения одной ячейки, а дальше цепная реакция пойдёт по принципу домино, последующие ячейки будут разрушаться и выделять огромную энергию.

Разрушающие явления первого элемента цепи в каждом случае различные, но, отнюдь, не механического характера. Возмущение ячеек эфира под действием окружающей среды – электромагнитное. Механические явления в вулканах, пылевых бурях, торнадо, тектонических явлениях, угольной и сахарной пыли создают электромагнитное поле, которое при взаимодействии с эфиром способно разрушить одну начальную ячейку, что инициирует молнию.

Без мощного силового электромагнитного поля эфира невозможно построить модель образования молний. Молнии происходят в космосе и на различных небесных объектах, независимо от того, есть на них атмосфера или нет. Мировой эфир – создатель молний, находится везде и всегда, и вомущения его структуры возможны.

Молнии в вулканах, подземные молнии и молнии при землетрясениях свидетельствуют, что вся Земля пронизана неподвижным эфиром. Присутствие эфира в теле Земли – прямое доказательство неподвижности эфира [36].

1.5. Выводы.

1. Однозначного ответа, что такое плазма, нет.

2. Невероятно широкий спектр представлений о плазме показывет, что на базе официальных знаний о строении вещества и влиянии на него внешних условий невозможно понять, что такое плазма,.

A2. Знания, необходимые для понимания процесса перехода вещества в другое агрегатное состояние.

Чтобы утверждать, что плазма является четвёртым агрегатным состоянием вещества, необходимо знать строение физических объектов и физику процесса фазовых переходов из одного агрегатного состояния в другое при изменении внешних условий: температуры и давления.

Официальная теоретическая физика не знает, откуда берётся энергия ионизации, где её источник. Рассмотрим альтернативные теории теоретической физики, необходимые для выясннния сущности процесса ионизации, в результате которого образуется плазма.

2.1. Альтернативная теоретическая физика.

Эфир – физическое поле, структурная сетка которого служит матрицей для существования всех материальных физических объектов: газов, жидкостей и твёрдых тел. Эфир – нематериальная субстанция, состоит из структурной сетки положительных и отрицательных зарядов, не имеет массы и не сопротивляется движению материи.

Постулат о плотнейшей упаковке атомов в твёрдом теле является крупнейшей ошибкой физики твёрдого тела. Значения радиусов атомов, рассчитанных из плотной их упаковки в твёрдых телах, завышены, как минимум, в 1000 раз.

Связующим началом для построения структуры любого тела является физическое поле эфира. Эфир – вселенское нематериальное неподвижное нейтральное электромагнитное поле большой мощности, которое служит матрицей для образования структуры всех материальных физических объектов, придавая электронейтральным атомам и молекулам их физические свойства.

Эфир имеет первостепенное значение в формировании структуры всех физических объектов во всех агрегатных состояниях. Не эфир встраивается в структуру вещества, а наоборот, вещество в виде атомов располагается в структурной сетке эфира. В матрице эфира атомы любого вещества располагаются по принципу минимальной потенциальной энергии.

Вещество в результате взаимодействия со структурой эфира приобретает присущие ему физические свойства. Структуру и свойства каждого агрегатного состояния вещества определяет эфир влиянием своего электромагнитного поля.

При взаимодействии зарядов вещества и эфира образуется нейтральное устойчивое электромагнитное поле, в котором каждый атом вещества находится в отдельной ячейке эфира. В трёхмерной сетке эфира атомы располагаются так, что в зависимости от химического состава образуются газы, жидкости и твёрдые тела во всём их разнообразии. В структуре физических объектов остаётся много незаполненных ячеек эфира.

Размеры атомов малы, как сами атомы, так и все физические объекты: газы, жидкости и твёрдые тела имеют ажурные конструкции, что обеспечивает их беспрепятственное перемещение в эфире.

Атомы в физических объектах не притягиваются между собой и не отталкиваются, а встраиваются в структурную сетку эфира по принципу минимального потенциального состояния. В результате формируются свойства физических объектов – тела приобретают прочность, образуются единственно возможная структура для данного химического состава.

Пространство, занимаемое молекулами газов, ничтожно мало, но, несмотря на это, воздух образует однородную смесь газов со стабильным химическим составом. Атомы воздуха равномерно распределяются в пространстве электромагнитным полем эфира в соответствие с зарядами.

Фактически, все физические тела состоят не из молекул, а из атомов. Отдельную молекул никто никогда не выделил, да её и выделить невозможно. Причиной построения структуры всех веществ и их смесей является минимальная потенциальная энергия, она определяет стехиометрический состав, соответствующий химическим формулам веществ.

Атомы в структуре газов, жидкостей и твёрдых тел не объединяются в молекулы: каждый атом занимает отдельную ячейку эфира, его положение определяется электростатическим взаимодействием коллективной химической связи.

Атомы любого физического объекта образуют структуру, связующим звеном которой является коллективная химическая связь. Любой физический объект – одна большая молекула.

Коллективная связь, в которой участвуют атомы химического соединения и электромагнитное поле эфира, является единственной универсальной связью во всех агрегатных состояниях вещества.

Все физические объекты построены одинаково: в матрице эфира располагаются атомы, и не требуется отдельных теорий строения газов, жидкостей и твёрдых тел. Эфир играет главенствующую роль в формировании структуры материальных физических объектов [36].

Эфир – вселенское безмассовое мощное электромагнитное поле, состоящее из положительных и отрицательных зарядов.

Структурная сетка эфира является матрицей для всех физических объектов – каждый атом вещества располагается в отдельной ячейке эфира.

Взаимодействие полей эфира и полей вещества приводит к поляризации каждого атома: атом приобретает положительный или отрицательный заряд [37].

Брэгг допустил судьбоносную ошибку для физики твёрдого тела, выбрав плотнейшую упаковку атомов в кристалле, и превратил физику твёрдого тела в филькину грамоту.

Все физические объекты построены одинаково: в матрице эфира располагаются атомы, и не требуется отдельных теорий строения газов, жидкостей и твёрдых тел. Эфир играет главенствующую роль в формировании структуры материальных физических объектов [38].

Взаимодействие электромагнитного поля эфира и электромагнитного поля атомов вещества создаёт структуру любого физического объекта.

Атомы в любом веществе удерживает вместе коллективная электромагнитная связь.

Электромагнитная связь атомов в твёрдых телах, жидкостях и газах – единственная связь в физических объектах.

Реакция, в результате которой синтезируется новое вещество – электромагнитная реакция.

Новые вещества синтезируются электромагнитными реакциями, движущей силой которых является стремление вещества снизить свою потенциальную энергию за счёт другого вещества [39].

Электрический ток – электромагнитная волна, которую образуют атомы обмотки выработанной генератором потенциальной энергии, и которую атомы вещества потребительских устройств преобразуют в потенциальную энергию.

Передача любого вида энергии осуществляется только электромагнитными волнами.

Материальные частицы не могут переносить энергию [40].

Природа термического расширения любых тел заключается в повышении энергетических уровней атомных орбит атомов за счёт подведения внешнего тепла.

При нагревании тела электроны переходят на более высокие орбиты, при этом увеличиваются размеры атомов и уменьшается сила связей между соседними атомами, что приводит к удлинению связей и росту объёма любых тел при нагревании [41].

A3. Теория изменения строения вещества вод влиянием природных и искусственных силовых полей.

Рассмотрим строение вещества и влияние внешних условий на него, руководствуясь альтернативными теориями теоретической физики.

1. Электрон никогда, и ни при каких обстоятельствах, не покидает атом, свободных электронов не существует, атом – неделимый.

2. Эфир – безмассовая структура, состоящая из сетки положительных и отрицательных зарядов. Сетка эфира служит матрицей для построения структуры всех физических объектов.

3. Никаких химических реакций не существует. Молекул вещество не образуют, есть единая физическая связь: атомы создают структуру вещества по принципу наименьшей потенциальной энергии.

4. Термическое расширении физических объектов происходит за счёт синхронного согласованного перехода электронных орбит на более высокие уровни, что увеличивает объёмы атомов. При охлаждении вещества процесс идёт в обратную сторону.

5. Атомы твёрдых тел, тем более жидкостей и газов, не имеют плотной упаковки. Структура всех физических объектов ажурная. У Брэгга была альтернатива: не обязательно межплоскостное расстояние нужно было принимать за сумму радиусов двух атомов. Брэгг завысил радиусы атомов примерно в 1000 раз.

6. Ажурная структура физических объектов позволяет мгновенно реагировать на изменение внешних условий: температуры и давления.

Обычно исследуются изменение в веществах при изменении температуры, редко – при изменении давления. К примеру, графит при высокой температуре и высоком давлении образует кристаллическую структуру алмаза, кварц, в пределах твёрдого агрегатного состояния, образует две модификации: тридимит и кристобалит. При изменении температуры тел изменяются размеры атомов, при изменении давления изменяется положение электронных орбит. Эти изменения приводят к перестройке структуры тел в положение с минимальной потенциальной энергией.

Но температурой и давлением не заканчиваются средства внешних воздействий на физические объекты. Существенное влияние на структуру оказывают мощные электромагнитные излучения. Если на вещество воздействовать мощным электромагнитным полем, способным нарушить обычное положение ячеек эфира, создаётся новая реальность расположения атомов вещества в пространстве, образуется другая модификация вещества с иными свойствами.

После снятия действия электромагнитного излучения физический объект возвращается в первоначальное состояние.

Аналогичное изменение свойств воздуха происходит и в природе. Из факта, что в предгрозовом воздухе легче дышится, следует, что из иной структуры воздуха кислород более интенсивно поглощается альвеолами лёгких.

Естественно, никакой ионизации не происходит при воздействии на вещество электромагнитным полем, так как атом – неделимый. Ионосферы тоже нет.

Поэтому плазма – плод воображения физиков теоретиков, и не более.

A4. Общие выводы.

1. Состояние плазмы единогласно признается научным сообществом как четвертое агрегатное состояние. Вокруг данного состояния даже образовалась отдельная наука, изучающая это явление – физика плазмы, но плазма – выдумка физиков. Четвёртого агрегатного состояния не существует.

2. Центральной задачей физики плазмы является проблема управляемого термоядерного синтеза. Наибольшие надежды возлагаются на плазму как на «топливо» для термоядерного реактора. Желая повторить процессы синтеза атомных ядер, протекающие на Солнце, ученые работают над получением энергии синтеза из плазмы. Но эти надежды пустые и безнадёжные.

3. Если на вещество воздействовать мощным электромагнитным полем, способным нарушить обычное положение ячеек эфира, образуется другая модификация вещества с иными свойствами.

4. Из факта, что в предгрозовом воздухе легче дышится, следует, что из такого воздуха кислород более интенсивно поглощается альвеолами лёгких.

5. Естественно, никакой ионизации не происходит при воздействии на вещество электромагнитным полем, так как атом – неделимый. Ионосферы тоже нет.

A5. ССЫЛКИ НА ИСТОЧНИКИ.

[1] https://ru.wikipedia.org/wiki/Плазма

[2] Алексей Левин Популярная механика, 4, 2010. https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431042/Vezdesushchaya_plazma

[3] https://studyport.ru/referaty/tochnyje-nauki/3759-plazm

[4] Екатерина Кириллова. Физика плазмы. https://fb-ru.turbopages.org/fb.ru/s/news/science/2021/6/19/315309

[5] Лиза Ренее. https://bcoreanda.com/ShowArticle.aspx?ID=10135

[6] http://pomol.club.com.ua/blog/?p=5622

[7] http://cyclowiki.org/wiki/Плазма

[8] https://rezka.org.ua/news.php?id=8

[9] https://ru.frwiki.wiki/wiki/Physique_des_plasmas

[10] А.В. Бурдаков. https://psj.nsu.ru/lector/burdakov/index.php

[11] Т.В, Федотова. https://urok.1sept.ru/articles/684567

[12] https://facenewss.ru/kosmos/sostoianie-plazmy-vse-o-kosmose

[13] https://studwood.ru/1099411/matematika_himiya_fizika/plazma

[14] https://ru.wikipedia.org/wiki/Ионизация

[15] https://www.atmostech.ru/potrebitelyam/stati/chto-takoe-ionizatsiya-vozdukha.php

[16] В.П. Реута. https://svoymaster.com/interesnoe/atmosfernye_iony.html

[17] https://vashtehnik.ru/enciklopediya/koronnyj-razryad.html

[18] https://www.nazdor.ru/topics/improvement/devices/current/469291/

[19] https://ionization.ru/ru/articles/76_Ionizacija-v-gazah.html

[20] https://znaesh-kak.com/e/d/ионизация-газа

[21] http://fokin91.narod.ru/vip7.htm

[22] https://zen.yandex.ru/media/id/5dc13242f73d9d00aea153cb/v-chem-polza-ionizacii-i-chto-eto-takoe-5ec53fc3bf9d260cb06ce564

[23] http://ligis.ru/effects/science/99/index.htm

[24] https://lubodar.info/gidroplazma/

[25] https://zavantag.com/docs/11/index-2346239.html?page=9

[26] https://ru.wikipedia.org/wiki/Энергия_ионизации

[27] https://beelead.com/energiya-ionizacii/

[28] https://polytech.bm.digital/ontology/127794878766669824/plazma#:~:text=

[29] https://zen.yandex.ru/media/popsci/chetvertoe-sostoianie-vescestva-5c4efce8475dfd00ad93a57a

[30] https://spacegid.com/sostoyanie-plazmyi.html

[31] http://lab-37.com/technologies/plasma/

[32] https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=17108

[33] https://indicator.ru/label/plazm

[34] http://www.spacephys.ru/chetvertoe-agregatnoe-sostoyanie-veshchestva

[35]https://ru.wikipedia.org/wiki/Агрегатное_состояние#:~:text=Четвёртым%20агрегатным%20состоянием%20вещества%20часто,нескольких%20тысяч%20К%20и%20выше

[36] А. И. Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys4.htm

[37] А. И. Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys9.htm

[38] А. И. Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys10.htm

[39] А. И. Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys14.htm

[40] А. И. Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys17.htm

[41] А. И. Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/glass11.htm

22.09.2021