Week 1 · Unit 1 Matter and Energy, opener; Lesson 1 States of Matter: solids, liquids and gases and their properties, the particle model, plasma · 3 lessons
3
حالة رابعة: البلازما ونماذج المادة
Science Prep 2 Term 1, Unit 1: pp. 1–9
الهدفأصف البلازما بوصفها الحالة الرابعة، وأقول ما الذي يستطيع النموذج أن يبيّنه وما لا يستطيع.
كلمات جديدة
البلازما · غاز تنفصل ذراته إلى أيونات موجبة وإلكترونات حرةالأيون · ذرة فقدت إلكترونات أو اكتسبتها فصارت مشحونةالنموذج · صورة أو شيء مبسط يساعدنا على تفسير ما لا نراه
الشرح
البلازما هي الحالة الرابعة للمادة. وهي غاز تنفصل فيه الذرات إلى أيونات موجبة وإلكترونات حرة. ولأنها تحوي جسيمات مشحونة فإن البلازما توصّل الكهرباء. والبلازما ليست مجرد غاز ساخن: فجسيماتها مشحونة وسلوكها يختلف عن الغاز العادي. ومعظم المادة المرئية في الفضاء بلازما: فالشمس والنجوم مصنوعة منها. وعلى الأرض نراها في البرق وفي الشفق القطبي، وهو توهج يُرى غالبًا قرب القطبين حين تلتقي جسيمات مشحونة قادمة من الشمس بالهواء العلوي. وتزعم بعض الأجهزة أنها تستخدم الأيونات لتنقية هواء الغرف، لكن هذه المزاعم محدودة. ورسومات الجسيمات عندنا نموذج: يبدو فيه الجسيم كرة، لكن الذرات الحقيقية ليست كرات صلبة، والنموذج لا يستطيع أن يُظهر كل شيء. النموذج الجيد يفسر الكثير، ونظل واعين بما يتركه.
غاز→تنفصل الذرات إلى أيونات وإلكترونات حرة→بلازما
أمثلة محلولة
البرق بلازما لوقت قصير جدًا. فالهواء على امتداد الومضة تنفصل ذراته إلى أيونات وإلكترونات، ولهذا توصّل الومضة الكهرباء وتتوهج.
الحالة
الجسيمات
توصّل الكهرباء؟
صلبة وسائلة وغازية
ذرات أو جزيئات متعادلة
غالبًا لا
بلازما
أيونات وإلكترونات حرة
نعم
نقارن الحالات الأربع في جدول واحد: في الصلب والسائل والغاز ذرات أو جزيئات متعادلة، وفي البلازما أيونات مشحونة وإلكترونات حرة.
نموذج ياسمين بالصينية يمثل جسيمات الغاز بحبات العدس. ما الذي لا يُظهره؟ تتوقف الحبات حين تتوقف عن الهز، أما جسيمات الغاز الحقيقية فلا تتوقف وحدها.
نشاط الفصل
أين البلازما؟ اكتب قائمة بخمسة أشياء قد تراها أو تسمع عنها (عاصفة رعدية، كوب ماء، الشمس، جليد، توهج في سماء الليل قرب القطبين). صنّف كل واحد منها بلازما أو ليس بلازما مع سبب واحد. راجعها مع أحد الكبار. ثم اكتب جملة عمّا يستطيع رسم الجسيمات أن يبيّنه وجملة عمّا لا يستطيع.
تدرّب
1
ما البلازما؟
غاز تنفصل ذراته إلى أيونات موجبة وإلكترونات حرة.
2
اذكر مكانين توجد فيهما البلازما.
مثلًا الشمس والنجوم، أو البرق، أو الشفق القطبي.
3
لماذا توصّل البلازما الكهرباء بينما لا يوصّلها الغاز العادي غالبًا؟
لأن في البلازما جسيمات مشحونة حرة يمكنها الحركة، أما الغاز العادي ففيه جسيمات متعادلة.
4
يقول صديق إن البلازما مجرد غاز شديد السخونة. ما الذي ينقص هذه العبارة؟
أن ذراتها منفصلة إلى أيونات وإلكترونات مشحونة، وهذا يغيّر سلوكها.