Номер 7, страница 235 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

7. Напишите обзорную статью «Происхождение и различные значения термина “плазма” в физике и медицине».

Термин "плазма" используется в таких далеких друг от друга областях, как физика и медицина, и хотя на первый взгляд эти понятия не имеют ничего общего, у них общая этимология и интересная история. В данной статье мы рассмотрим происхождение этого термина и его значения в обеих дисциплинах.

Происхождение термина "плазма"

Слово "плазма" происходит от древнегреческого πλάσμα (plasma), что означает "нечто сформированное", "вылепленное" или "созданное". Изначально это слово использовалось для описания формы или субстанции, которой можно придать вид.

В научный оборот термин был введен в XIX веке. В 1839 году чешский физиолог Ян Евангелиста Пуркине впервые использовал слово "плазма" для описания жидкой части крови, остающейся после удаления всех клеточных элементов (эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов). Он выбрал этот термин, чтобы подчеркнуть, что эта жидкость является основной, "формирующей" средой для клеток крови.

Почти столетие спустя, в 1928 году, американский физик и химик, лауреат Нобелевской премии Ирвинг Ленгмюр, изучавший ионизированные газы, заимствовал этот термин из биологии. Он заметил, что ионы и электроны в ионизированном газе ведут себя как единая среда, подобно тому, как плазма крови переносит красные и белые кровяные тельца. Аналогия показалась ему настолько удачной, что он предложил называть это состояние вещества "плазмой". Так термин пришел в физику.

Ответ: Термин "плазма" происходит от греческого слова, означающего "нечто сформированное". Впервые он был использован в 1839 году Я. Е. Пуркине для обозначения жидкой части крови, а в 1928 году Ирвинг Ленгмюр применил его по аналогии для описания ионизированного газа в физике.

Плазма в физике

В физике плазма считается четвертым агрегатным состоянием вещества, наряду с твердым, жидким и газообразным. Это ионизированный газ, состоящий из смеси нейтральных атомов, положительно заряженных ионов и свободных электронов. Несмотря на наличие свободных зарядов, в макроскопических масштабах плазма является электрически нейтральной (квазинейтральной), так как суммарные положительный и отрицательный заряды компенсируют друг друга.

Вещество переходит в состояние плазмы при сообщении ему достаточного количества энергии, например, при сильном нагреве (термическая ионизация) или под воздействием мощного электромагнитного поля. Ключевые свойства плазмы:

• Высокая электропроводность: наличие свободных заряженных частиц делает плазму хорошим проводником электрического тока.
• Коллективное поведение: частицы в плазме взаимодействуют друг с другом посредством дальнодействующих электромагнитных сил, что приводит к сложным коллективным эффектам, таким как плазменные волны и неустойчивости.
• Взаимодействие с магнитными полями: плазма сильно реагирует на внешние магнитные поля, что позволяет управлять ею, например, в установках для управляемого термоядерного синтеза (токамаках).

Плазма — самое распространенное состояние вещества во Вселенной. Более 99% видимого вещества, включая звезды (в том числе Солнце), межзвездную среду и галактические туманности, находится в состоянии плазмы. На Земле плазма встречается в виде молний, полярных сияний, а также создается искусственно в плазменных телевизорах, люминесцентных лампах и промышленных установках.

Ответ: В физике плазма — это четвертое агрегатное состояние вещества, представляющее собой квазинейтральный ионизированный газ из ионов, электронов и нейтральных частиц. Она обладает высокой электропроводностью и является самой распространенной формой материи во Вселенной.

Плазма в медицине

В медицине и биологии плазма — это жидкая составляющая крови, в которой взвешены форменные элементы: эритроциты (красные кровяные тельца), лейкоциты (белые кровяные тельца) и тромбоциты (кровяные пластинки). Плазма составляет около 55-60% от общего объема крови.

По своему составу плазма крови представляет собой водный раствор (вода составляет около 92%) органических и неорганических веществ. Основные компоненты:

• Белки (около 7%): альбумины (поддерживают онкотическое давление), глобулины (включая антитела, обеспечивающие иммунитет) и фибриноген (участвует в свертывании крови).
• Неорганические вещества (около 1%): ионы натрия ($Na^+$), калия ($K^+$), кальция ($Ca^{2+}$), хлора ($Cl^-$), гидрокарбонат-ионы ($HCO_3^-$) и другие, поддерживающие осмотическое давление и кислотно-щелочной баланс.
• Другие органические соединения: глюкоза, аминокислоты, липиды, гормоны, ферменты, витамины, а также продукты метаболизма (мочевина, креатинин).

Функции плазмы крови многообразны: она транспортирует клетки крови и питательные вещества к тканям, выводит продукты обмена, переносит гормоны, участвует в механизмах иммунитета и свертывания крови, а также в поддержании гомеостаза — постоянства внутренней среды организма.

В медицинской практике плазму и ее компоненты широко используют для переливания пациентам при массивных кровопотерях, ожогах, нарушениях свертываемости (гемофилии), а также для производства лекарственных препаратов (иммуноглобулинов, альбумина). Интересно, что в современной медицине находит применение и физическое понятие плазмы: так называемая "холодная плазма" используется для стерилизации инструментов, ускорения заживления ран и в онкологии.

Ответ: В медицине плазма — это жидкая часть крови, состоящая преимущественно из воды, белков, солей и других органических веществ. Она выполняет транспортную, защитную и регуляторную функции в организме.