Номер 4, страница 404 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 121. Плазма. Глава 16. Электрический ток в различных средах - номер 4, страница 404.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Плазма, которую часто называют четвертым агрегатным состоянием вещества, представляет собой частично или полностью ионизированный газ. Ключевое отличие плазмы от обычного газа заключается в том, что она состоит не только из нейтральных атомов и молекул, но и из свободных заряженных частиц: положительных ионов (атомов, потерявших один или несколько электронов) и свободных электронов.

Электрический ток по своей природе является направленным, то есть упорядоченным, движением носителей электрического заряда. Именно наличие большого количества свободных носителей заряда в плазме и обусловливает её способность проводить электрический ток, делая её проводником.

Механизм проводимости следующий: если поместить плазму во внешнее электрическое поле, например, создав разность потенциалов между двумя электродами, то на все заряженные частицы начнет действовать электрическая сила, описываемая выражением $ \vec{F} = q\vec{E} $. Здесь $ q $ – это заряд частицы, а $ \vec{E} $ – напряженность электрического поля.

Под воздействием этой силы свободные электроны, обладающие отрицательным зарядом, начинают двигаться в направлении, противоположном вектору напряженности поля (к положительному электроду, аноду). Одновременно с этим положительно заряженные ионы движутся по направлению вектора напряженности поля (к отрицательному электроду, катоду). Это встречное упорядоченное движение отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных ионов и образует электрический ток в плазме. Таким образом, в плазме, в отличие от металлов (где ток обусловлен только движением электронов), носителями тока являются частицы обоих знаков.

Электропроводность плазмы сильно зависит от её параметров, в первую очередь от степени ионизации (концентрации заряженных частиц) и температуры. При высоких температурах и высокой степени ионизации плазма становится очень хорошим проводником, её проводимость может быть сравнима или даже превышать проводимость металлов.

Ответ: Плазма проводит электрический ток за счет наличия в ней свободных носителей заряда — электронов и положительных ионов. Когда к плазме прикладывается электрическое поле, эти заряженные частицы начинают упорядоченно двигаться: отрицательно заряженные электроны движутся в одну сторону (к аноду), а положительно заряженные ионы — в противоположную (к катоду). Совокупность этих двух встречных потоков заряженных частиц и составляет электрический ток.