બાહ્ય અવકાશમાં પ્લાઝ્મા. પ્લાઝ્મા સ્ફટિકો: અવકાશ સંશોધનથી લઈને પૃથ્વી પરના તબીબી કાર્યક્રમો અને ફરીથી અવકાશમાં પાછા

>> ભૌતિકશાસ્ત્ર: પ્લાઝ્મા

હવે તમે પદાર્થની ચોથી અવસ્થા - પ્લાઝ્માથી પરિચિત થશો. આ સ્થિતિ વિચિત્ર નથી. બ્રહ્માંડમાં દ્રવ્યનો મોટો ભાગ પ્લાઝ્મા અવસ્થામાં છે.
ખૂબ જ નીચા તાપમાનબધા પદાર્થો નક્કર સ્થિતિમાં છે. તેમની ગરમીથી પદાર્થોના ઘનમાંથી પ્રવાહીમાં સંક્રમણ થાય છે. તાપમાનમાં વધુ વધારો પ્રવાહીના ગેસમાં રૂપાંતર તરફ દોરી જાય છે.
જ્યારે પર્યાપ્ત ઉચ્ચ તાપમાનગેસનું આયનીકરણ ઝડપી ગતિશીલ અણુઓ અથવા અણુઓની અથડામણને કારણે શરૂ થાય છે. પદાર્થ નામની નવી સ્થિતિમાં જાય છે પ્લાઝમા. પ્લાઝમાઆંશિક રીતે અથવા સંપૂર્ણ આયનાઇઝ્ડ ગેસ છે જેમાં ધનની સ્થાનિક ઘનતા અને નકારાત્મક શુલ્કવ્યવહારિક રીતે મેળ ખાય છે. આમ, પ્લાઝ્મા એકંદરે વિદ્યુત તટસ્થ સિસ્ટમ છે. શરતો પર આધાર રાખીને, પ્લાઝ્મા આયનીકરણની ડિગ્રી (તેમના આયનાઇઝ્ડ અણુઓની સંખ્યાનો ગુણોત્તર સંપૂર્ણ સંખ્યા) અલગ અલગ હોઈ શકે છે. સંપૂર્ણ આયોનાઇઝ્ડ પ્લાઝ્મામાં કોઈ તટસ્થ અણુ નથી.
ગરમીની સાથે સાથે, ગેસ આયનીકરણ અને પ્લાઝ્મા રચના વિવિધ કિરણોત્સર્ગ અથવા ઝડપી ચાર્જ થયેલા કણો દ્વારા ગેસના અણુઓના બોમ્બમાર્ગને કારણે થઈ શકે છે. આ કહેવાતા પેદા કરે છે નીચા તાપમાન પ્લાઝ્મા.
પ્લાઝ્મા ગુણધર્મો.પ્લાઝ્મામાં સંખ્યાબંધ વિશિષ્ટ ગુણધર્મો છે, જે આપણને તેને પદાર્થની વિશેષ, ચોથી સ્થિતિ તરીકે ધ્યાનમાં લેવાની મંજૂરી આપે છે.
તેમની ઉચ્ચ ગતિશીલતાને લીધે, ચાર્જ્ડ પ્લાઝ્મા કણો સરળતાથી ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોના પ્રભાવ હેઠળ આગળ વધે છે. તેથી, સમાન ચાર્જ સાઇનના કણોના સંચયને કારણે પ્લાઝ્માના વ્યક્તિગત વિસ્તારોની વિદ્યુત તટસ્થતાના કોઈપણ ઉલ્લંઘનને ઝડપથી દૂર કરવામાં આવે છે. વિદ્યુત તટસ્થતા પુનઃસ્થાપિત થાય અને વિદ્યુત ક્ષેત્ર બને ત્યાં સુધી પરિણામી વિદ્યુત ક્ષેત્રો ચાર્જ થયેલા કણોને ખસેડે છે. શૂન્ય બરાબર.
તટસ્થ ગેસથી વિપરીત, જે પરમાણુઓ વચ્ચે ટૂંકા અંતરના દળો અસ્તિત્વમાં છે, ચાર્જ્ડ પ્લાઝ્મા કણોની વચ્ચે કુલોમ્બ દળો છે, જે અંતર સાથે પ્રમાણમાં ધીમે ધીમે ઘટે છે. દરેક કણ તરત જ સંપર્ક કરે છે મોટી સંખ્યામાંઆસપાસના કણો. આને કારણે, રેન્ડમ (થર્મલ) ગતિ સાથે, પ્લાઝ્મા કણો વિવિધ ક્રમબદ્ધ (સામૂહિક) ગતિમાં ભાગ લઈ શકે છે. પ્લાઝ્મામાં સરળતાથી ઉત્તેજિત વિવિધ પ્રકારનાસ્પંદનો અને તરંગો.
પ્લાઝ્માની વાહકતા વધે છે કારણ કે તેના આયનીકરણની ડિગ્રી વધે છે. ઊંચા તાપમાને, સંપૂર્ણ ionized પ્લાઝ્મા તેની વાહકતામાં સુપરકન્ડક્ટરનો સંપર્ક કરે છે.
પ્લાઝમા ઇન બાહ્ય અવકાશ. બ્રહ્માંડમાં દ્રવ્યનો વિશાળ બહુમતી (લગભગ 99%) પ્લાઝ્મા અવસ્થામાં છે. કારણે ઉચ્ચ તાપમાનસૂર્ય અને અન્ય તારાઓ મુખ્યત્વે સંપૂર્ણ આયોનાઇઝ્ડ પ્લાઝ્માથી બનેલા છે.
તારાઓ અને તારાવિશ્વો વચ્ચેની જગ્યાને ભરતા તારાઓ વચ્ચેનું માધ્યમ પ્લાઝ્માનો પણ સમાવેશ કરે છે. ઇન્ટરસ્ટેલર માધ્યમની ઘનતા ઘણી ઓછી છે - સરેરાશ 1 સેમી 3 દીઠ એક અણુ કરતાં ઓછી. તારાઓ અને તારાઓના કિરણોત્સર્ગને કારણે તારાઓ વચ્ચેના માધ્યમમાં અણુઓનું આયનીકરણ થાય છે કોસ્મિક કિરણો- બ્રહ્માંડની અવકાશમાં બધી દિશામાં ઘૂસી રહેલા ઝડપી કણોના પ્રવાહો. તારાઓના ગરમ પ્લાઝ્માથી વિપરીત, ઇન્ટરસ્ટેલર પ્લાઝમાનું તાપમાન ખૂબ ઓછું છે.
આપણો ગ્રહ પણ પ્લાઝમાથી ઘેરાયેલો છે. 100-300 કિમીની ઉંચાઈ પર વાતાવરણનું ઉપરનું સ્તર આયનાઈઝ્ડ ગેસ છે - આયનોસ્ફિયર. માં હવાનું આયનીકરણ ટોચનું સ્તરવાતાવરણ મુખ્યત્વે સૂર્યના કિરણોત્સર્ગ અને સૂર્ય દ્વારા ઉત્સર્જિત ચાર્જ કણોના પ્રવાહને કારણે થાય છે. આયનોસ્ફિયરની ઉપર પૃથ્વીના કિરણોત્સર્ગ પટ્ટાઓ વિસ્તરે છે, જે ઉપગ્રહો દ્વારા શોધાયેલ છે. રેડિયેશન બેલ્ટમાં પણ પ્લાઝ્મા હોય છે.
પ્લાઝમામાં ઘણા ગુણધર્મો છે મફત ઇલેક્ટ્રોનધાતુઓમાં. પરંપરાગત પ્લાઝ્માથી વિપરીત, સોલિડ સ્ટેટ પ્લાઝ્મા હકારાત્મક આયનોઆખા શરીરમાં હલનચલન કરી શકતા નથી.
આંશિક રીતે અથવા સંપૂર્ણ આયનાઈઝ્ડ ગેસને પ્લાઝ્મા કહેવામાં આવે છે. તારા પ્લાઝ્માથી બનેલા છે. વિસ્તરી રહ્યું છે તકનીકી એપ્લિકેશનપ્લાઝમા

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, ભૌતિકશાસ્ત્ર 10મો ગ્રેડ

જો તમારી પાસે આ પાઠ માટે સુધારા અથવા સૂચનો હોય,

શું તમે ક્યારેય ઇન્ટરસ્ટેલર અથવા ઇન્ટરગેલેક્ટિક અવકાશમાં શું સમાયેલ છે તે વિશે વિચાર્યું છે? અવકાશમાં એક તકનીકી શૂન્યાવકાશ છે, અને તેથી કંઈપણ સમાયેલ નથી (સંપૂર્ણ અર્થમાં નથી કે કંઈપણ સમાયેલ નથી, પરંતુ સંબંધિત અર્થમાં). અને તમે સાચા હશો, કારણ કે ઇન્ટરસ્ટેલર સ્પેસમાં સરેરાશ 1000 પરમાણુ હોય છે ઘન સેન્ટીમીટરઅને ખૂબ વિશાળ અંતરપદાર્થની ઘનતા નહિવત્ છે. પરંતુ અહીં બધું એટલું સરળ અને અસ્પષ્ટ નથી. ઇન્ટરસ્ટેલર માધ્યમનું અવકાશી વિતરણ બિન-તુચ્છ છે. તારાવિશ્વોના બાર અને સર્પાકાર આર્મ્સ જેવી સામાન્ય ગેલેક્ટીક રચનાઓ ઉપરાંત, વધુ ગરમ ગેસથી ઘેરાયેલા વ્યક્તિગત ઠંડા અને ગરમ વાદળો પણ છે. ઇન્ટરસ્ટેલર માધ્યમમાં (ISM) મોટી રકમરચનાઓ: વિશાળ પરમાણુ વાદળો, પ્રતિબિંબ નિહારિકા, પ્રોટોપ્લેનેટરી નિહારિકા, ગ્રહોની નિહારિકા, ગ્લોબ્યુલ્સ, વગેરે. આ પર્યાવરણમાં બનતી અવલોકનાત્મક અભિવ્યક્તિઓ અને પ્રક્રિયાઓની વિશાળ શ્રેણી તરફ દોરી જાય છે. નીચેની સૂચિ MZS માં હાજર બંધારણોની યાદી આપે છે:

• કોરોનલ ગેસ
• તેજસ્વી HII પ્રદેશો
• ઓછી ઘનતા HII ઝોન
• ક્રોસ-ક્લાઉડ વાતાવરણ
• ગરમ વિસ્તારો HI
• મેસર ઘનીકરણ
• વાદળો HI
• વિશાળ મોલેક્યુલર વાદળો
• મોલેક્યુલર વાદળો
• ગ્લોબ્યુલ્સ

પ્લાઝ્મામાં ચાર્જ અને તટસ્થ કણોનો સમાવેશ થાય છે. સકારાત્મક ચાર્જ કણો હકારાત્મક આયનો અને છિદ્રો છે (પ્લાઝમા નક્કર), અને નકારાત્મક ચાર્જ કણો ઇલેક્ટ્રોન છે અને નકારાત્મક આયનો. સૌ પ્રથમ, ચોક્કસ પ્રકારના કણની સાંદ્રતા જાણવી જરૂરી છે. પ્લાઝમાને નબળી રીતે આયનોઇઝ્ડ ગણવામાં આવે છે જો આયનીકરણની કહેવાતી ડિગ્રી સમાન હોય

ઇલેક્ટ્રોન સાંદ્રતા ક્યાં છે, પ્લાઝ્મામાં તમામ તટસ્થ કણોની સાંદ્રતા છે, શ્રેણીમાં આવેલું છે. અને સંપૂર્ણ આયોનાઇઝ્ડ પ્લાઝ્મામાં આયનીકરણની ડિગ્રી હોય છે

પરંતુ ઉપર કહ્યું તેમ, દરેક આયનાઇઝ્ડ ગેસ પ્લાઝ્મા નથી. તે જરૂરી છે કે પ્લાઝ્મામાં મિલકત હોય અર્ધ-તટસ્થતા, એટલે કે સરેરાશ પર્યાપ્ત લાંબા સમય સુધી અને પૂરતા પ્રમાણમાં લાંબા અંતરપ્લાઝ્મા સામાન્ય રીતે તટસ્થ હતું. પરંતુ આ સમય અંતરાલ અને અંતર કયા છે કે જેના પર ગેસને પ્લાઝમા ગણી શકાય?

તેથી, અર્ધ-તટસ્થતાની આવશ્યકતા નીચે મુજબ છે:

આમ, લેંગમુઇર આવર્તનના પારસ્પરિકને ચાર્જ વિભાજનના સમયના ધોરણ તરીકે લેવું સ્વાભાવિક છે.

પરંતુ અવકાશ પ્લાઝ્મા છે તે ચોક્કસ રીતે બતાવવા માટે અવકાશી ભીંગડાનું મૂલ્યાંકન કરવું પણ જરૂરી છે. ભૌતિક વિચારણાઓથી તે સ્પષ્ટ છે કે આ અવકાશી સ્કેલ લંબાઈ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જેના દ્વારા ચાર્જ થયેલા કણોની ઘનતામાં ખલેલ સમય જતાં તેમની થર્મલ ગતિને કારણે બદલાઈ શકે છે, સમયગાળાની સમાનપ્લાઝ્મા ઓસિલેશન. આમ, અવકાશી સ્કેલ બરાબર છે

તેથી, અમને લંબાઈ મળી, જેને ભૌતિકશાસ્ત્રમાં કહેવામાં આવે છે ઇલેક્ટ્રોન ડેબી ત્રિજ્યા અથવા લંબાઈ.

હવે હું Debye સમીકરણનું વધુ સખત વ્યુત્પન્ન બતાવીશ. ચાલો ફરીથી એન ઇલેક્ટ્રોનની કલ્પના કરીએ, જે પ્રભાવ હેઠળ છે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રઅમુક રકમ દ્વારા પાળી. આ કિસ્સામાં, સ્પેસ ચાર્જનું સ્તર ની સમાન ઘનતા સાથે રચાય છે, જ્યાં ઇલેક્ટ્રોન ચાર્જ છે અને ઇલેક્ટ્રોન સાંદ્રતા છે. પોઈસનનું સૂત્ર ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સમાંથી જાણીતું છે

ઇન્ટરસ્ટેલર માધ્યમમાં, ડેબીની લંબાઈ લગભગ 10 મીટર હોય છે, જ્યારે આંતરમાર્ગીય માધ્યમમાં લગભગ મીટર હોય છે. આપણે જોઈએ છીએ કે તે પૂરતું છે મોટી માત્રામાં, સરખામણી, ઉદાહરણ તરીકે, ડાઇલેક્ટ્રિક્સ સાથે. આનો અર્થ એ છે કે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર આ અંતરો પર એટેન્યુએશન વિના પ્રચાર કરે છે, ચાર્જને વોલ્યુમેટ્રિક ચાર્જ્ડ સ્તરોમાં વિતરિત કરે છે, જેના કણો લેંગમુઇર આવર્તન સમાન આવર્તન સાથે સંતુલન સ્થિતિની આસપાસ ઓસીલેટ કરે છે.

આ લેખમાંથી આપણે બે મૂળભૂત પ્રમાણો શીખ્યા જે નક્કી કરે છે કે શું અવકાશ પર્યાવરણપ્લાઝ્મા, આ માધ્યમની ઘનતા અત્યંત ઓછી હોવા છતાં અને સમગ્ર જગ્યા ભૌતિક શૂન્યાવકાશમેક્રોસ્કોપિક સ્કેલ પર. સ્થાનિક ધોરણે આપણી પાસે ગેસ, ધૂળ અથવા બંને છે પ્લાઝમા

ટૅગ્સ:

• પ્લાઝમા
• ભૌતિકશાસ્ત્ર
• જગ્યા

પૃષ્ઠ 1

સ્પેસ પ્લાઝ્મા શાંત અને તોફાની બંને સ્થિતિમાં હોઈ શકે છે. બાદમાં દેખાય છે જ્યારે પ્લાઝ્મા મજબૂત બાહ્ય બિન-સ્થિર પ્રભાવ હેઠળ હોય છે. અવકાશમાં, આવી પ્રક્રિયાઓ વારંવાર થાય છે.  

અવકાશ પ્લાઝ્મામાં, સૌથી સામાન્ય આયનો પ્રોટોન છે.  

કોસ્મિક પ્લાઝ્મામાં, ચોક્કસ હાઇડ્રોડાયનેમિક હલનચલન થાય છે, જેની ઊર્જા ઓછી નથી. આ તે છે જે વધેલા ચુંબકીય ક્ષેત્રોના સંભવિત સ્ત્રોત તરીકે પ્રોત્સાહિત કરે છે. આ મિકેનિઝમને સામાન્ય રીતે ડાયનેમો મિકેનિઝમ કહેવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, તેઓ એમ્પ્લીફિકેશન વિશે વાત કરે છે કારણ કે ચોક્કસ વાહકતા સાથેનો કોઈપણ મેક્રોસ્કોપિક સિદ્ધાંત રિપ્લેસમેન્ટ E, H - - - E, - H, વેગ અને દળોના ક્ષેત્રને જાળવી રાખતી વખતે, E - H - સાથે ઉકેલના સંદર્ભમાં સપ્રમાણ છે. 0 અસ્તિત્વમાં છે, એક ક્ષેત્ર બનાવવા માટે તે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા રજૂ કરવા માટે જરૂરી છે.  

કોસ્મિક પ્લાઝમામાં, અથડામણની આવર્તન એટલી ઓછી હોય છે કે પ્લાઝમાનું અથડામણ રહિત ગતિનું વર્ણન વધુ પર્યાપ્ત છે.  

બહુમતી સૈદ્ધાંતિક સંશોધન અવકાશ પ્લાઝ્માસજાતીય પ્લાઝ્માના અભ્યાસ માટે સમર્પિત હતું. જો કે, અવલોકનો દર્શાવે છે કે મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં કોસ્મિક પ્લાઝ્મા અત્યંત અસંગત હોય છે. આયનોસ્ફિયર મોટાભાગે નાના પાયે માળખું દર્શાવે છે, જે સૌથી વધુ સ્પષ્ટ રીતે ઓરોરા દરમિયાન વ્યક્ત થાય છે. કિરણો અરોરાઘણી વખત ખૂબ જ પાતળા હોય છે, અને આયનીકરણની ડિગ્રી, અને તેથી વાહકતા, થોડાક કિલોમીટર અથવા તેનાથી ઓછા અંતરમાં તીવ્રતાના બે અથવા ત્રણ ઓર્ડરથી બદલાઈ શકે છે. વ્હિસલિંગ વાતાવરણના વિતરણના અભ્યાસે દર્શાવ્યું છે તેમ, મેગ્નેટોસ્ફિયર દેખીતી રીતે તંતુમય માળખું પણ ધરાવે છે. સૌર વાતાવરણએક તેજસ્વી માળખું પણ ધરાવે છે. સૂર્યની સપાટીની નજીક, પ્રાધાન્યતા જોવા મળે છે, જે સામાન્ય રીતે તંતુમય માળખું ધરાવે છે. ક્રોમોસ્ફિયરને કેટલીકવાર નાના અગ્રણીઓના થ્રેડ જેવા નાડી તરીકે રજૂ કરવામાં આવે છે. તંતુમય માળખું ઘણીવાર વાયુ નિહારિકાઓમાં દેખાય છે. તેથી પ્લાઝ્મા મધ્યમ ઘનતા(અને સંભવતઃ લો-ડેન્સિટી પ્લાઝ્મા પણ) દેખીતી રીતે ઘણીવાર અત્યંત અસંગત હોય છે અને ફિલામેન્ટરી સ્ટ્રક્ચર દર્શાવે છે, જેનાં તત્વો ચુંબકીય ક્ષેત્રની સમાંતર હોય છે. આમ, આવી રચના બનાવી શકે તેવી મિકેનિઝમ્સને ધ્યાનમાં લેવી મહત્વપૂર્ણ લાગે છે. વિભાગ આ મુદ્દાને સમર્પિત છે.  

અવકાશ પ્લાઝ્મામાં પરિમાણોના તમામ સંભવિત મૂલ્યોની ખૂબ વિશાળ શ્રેણી છે તે ધ્યાનમાં લેતા - ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શન B0, ઘનતા r, તાપમાન Te, Th, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર E, ચાલો હાજરી સાથે સંકળાયેલ અસરો પર વધુ વિગતવાર ધ્યાન આપીએ. ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને આયન ધ્વનિની અસ્થિરતા અને વિસંગત પ્રતિકાર માટેના સૂત્રોના અમલીકરણના માપદંડો પર અમારા દ્વારા ચર્ચા કરવામાં આવી છે.  

કોસ્મિક પ્લાઝ્મામાં વિસંગત પ્રતિકારના અભ્યાસો, તેનાથી વિપરીત, આ મોટા પાયે પ્રક્રિયાઓ સમય જતાં કેવી રીતે થાય છે તે અભ્યાસ કરવાનું શક્ય બનાવશે. આ રીતે, એવી અપેક્ષા રાખી શકાય છે કે વિસંગત પ્રતિકાર અને ડબલ સ્તરોની સમસ્યાના ચુંબકમંડળના અભ્યાસોથી અશાંત પ્લાઝ્માના ભૌતિકશાસ્ત્રના ઘણા મુદ્દાઓની વધુ સંપૂર્ણ સમજણ તરફ દોરી જશે અને, આગળ, સૌર માં સમસ્યાઓના નિરાકરણમાં પ્રાપ્ત પરિણામોના ઉપયોગ માટે. ભૌતિકશાસ્ત્ર અને એસ્ટ્રોફિઝિક્સ.  

MHD પ્રવાહો મુખ્યત્વે કોસ્મિક પ્લાઝ્માની લાક્ષણિકતા છે.  

જેમ ટેબલ બતાવે છે. 3.2, કોસ્મિક પ્લાઝ્મા સ્થિતિ માટે (17) મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં સારી રીતે સંતુષ્ટ છે.  

કોસ્મિક પ્લાઝ્મા પર લાગુ N k Nkl શરત એકદમ કડક લાગે છે. છેવટે, શક્તિશાળી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન, જેને બિનરેખીયતાને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર પડી શકે છે, તે જ સડો પ્રક્રિયાઓને કારણે પ્લાઝ્માને ટર્બ્યુલાઈઝ કરે છે. જો બિનરેખીયતા નોંધપાત્ર રીતે તીવ્રતાને અસર કરે છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન, તો પછી આનો અર્થ એ થાય છે કે તેની ઊર્જાનો નોંધપાત્ર ભાગ પ્લાઝ્મા તરંગોમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે [જુઓ (4.56) 1, અને એક પ્લાઝ્મા તરંગની ઊર્જા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગની ઊર્જા કરતાં ઘણી ઓછી હોવાથી, તેનો અર્થ N kl Nk - જો કે , એવા કિસ્સાઓ શક્ય છે જ્યારે પ્લાઝ્મા તરંગો તીવ્રપણે શોષાય છે અને તેથી તેમનું ઊર્જા સ્તર ઓછું રહે છે. કોઈપણ કિસ્સામાં, બિનરેખીય ટ્રાન્સફરની સમસ્યા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોપ્લાઝમામાં, દેખીતી રીતે, પ્લાઝ્મા ટર્બ્યુલન્સના ઉત્તેજના અને તેની સાથે રેડિયેશનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના અભ્યાસથી અલગ કરી શકાતી નથી, ખાસ કરીને, સ્કેટરિંગ અને આવર્તન વધારો.  

આ પુસ્તકનું ધ્યાન કોસ્મિક પ્લાઝ્મા (CP) ના ઉચ્ચ-ઊર્જા ઘટક પર હતું, પરંતુ થર્મલ ઇન્ટરપ્લેનેટરી પ્લાઝ્માના ગુણધર્મોની ટૂંકી ચર્ચા પણ પ્રકરણમાં આપવામાં આવી હતી. તેથી, પુસ્તક માત્ર કોસ્મિક કિરણોમાં જ નહીં, પણ આંતરગ્રહીય માધ્યમમાં થતી અન્ય ગતિશીલ પ્રક્રિયાઓમાં પણ થોડી સમજ આપે છે. લેખક આશા રાખે છે કે તે ઓછામાં ઓછા અમુક અંશે પ્રતિબિંબિત કરવામાં સક્ષમ હતા, અને વાચક અસંખ્યની સુંદરતા અને વિવિધતા અનુભવી શકે છે. શારીરિક સમસ્યાઓઆ યુવાન અને ઝડપથી સંશોધક સમક્ષ ઉદભવે છે વિકાસશીલ વિસ્તારભૌતિકશાસ્ત્ર ઘણી સમસ્યાઓ પહેલાથી જ હલ થઈ ગઈ છે, અને સામાન્ય વિચારોકામ કર્યું પરંતુ ઘણી સમસ્યાઓ અને તેનાથી પણ વધુ ચોક્કસ સમસ્યાઓ હલ થવાની રાહ જોઈ રહી છે, અને જેમ જેમ સંશોધન વિકસે છે તેમ તેમ તેમની સંખ્યા વધી રહી છે.  

કોસ્મિક પ્લાઝ્મામાં સાપેક્ષવાદી કણો દ્વારા રેડિયેશનની અસર ફક્ત આલ્ફવેન તરંગો સાથે જ નોંધનીય છે.  

અવકાશ પ્લાઝ્મામાં ઉચ્ચ અસરકારક વિસંગત પ્રતિકાર સમજાવવાની બીજી શક્યતા પણ છે, એટલે કે, અસરકારક પ્રતિકાર પર હાઇડ્રોમેગ્નેટિક વધઘટનો પ્રભાવ. તે જ સમયે, આવી લાક્ષણિકતાઓનો ઉલ્લેખ ન કરવાનો પ્રયાસ કરવો, પરંતુ ઉપગ્રહો પર વધઘટ થતા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રોના માપન ડેટાના આધારે તેમને મેળવવા માટે રસ છે.  

વ્યક્તિએ એસ્ટ્રોફિઝિકલ અથવા કોસ્મિક પ્લાઝ્મામાં વર્તમાન શીટ્સ માટે ઘટનાઓના આવા ક્રમની અપેક્ષા રાખવી જોઈએ, જે સૌથી અસ્થિર મોડની તરંગલંબાઇ કરતા મોટા પરિમાણો ધરાવે છે અને મોટી સંખ્યાઓરેનોલ્ડ્સ. પ્રથમ, વર્તમાન શીટ રેખીય શાસનમાં સૌથી ઝડપથી વિકસતા મોડના 4 5 / Yat ની તરંગલંબાઇ પર તૂટી જાય છે. પ્રાથમિક વિલીનીકરણ પછી પડોશી ટાપુઓને એક કરે છે.  

મેગ્નેટોહાઈડ્રોડાયનેમિક્સના ઉપયોગના અવકાશમાં પ્રવાહી ધાતુઓથી લઈને કોસ્મિક પ્લાઝ્મા સુધીના વિવિધ ભૌતિક પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે.  

મુખ્ય લક્ષણ શારીરિક સ્થિતિઇન્ટરસ્ટેલર માધ્યમ (ISM) તે અત્યંત ઓછી ઘનતા. લાક્ષણિક મૂલ્યો 0.1-1000 અણુ પ્રતિ ઘન મીટર છે. cm, અને લગભગ 10 km/s ની લાક્ષણિક મોલેક્યુલર ઝડપે, વ્યક્તિગત કણો વચ્ચેનો અથડામણનો સમય દસ અને હજારો વર્ષો સુધી પહોંચે છે. આ સમય ઉત્તેજિત અવસ્થામાં પરમાણુના લાક્ષણિક જીવનકાળ કરતાં વધુ તીવ્રતાના ઘણા ઓર્ડર છે (મંજૂર સ્તરે - c ના ક્રમ પર). પરિણામે, અણુ દ્વારા શોષાયેલ ફોટોન ઉત્તેજિત સ્તરેથી પુનઃ ઉત્સર્જિત થવાનો સમય ધરાવે છે, ISM અણુઓ દ્વારા બિન-આયનાઈઝિંગ ક્વોન્ટાના સાચા શોષણની સંભાવના (જ્યારે શોષિત ફોટોનની ઊર્જા અંદર જાય છે. ગતિ ઊર્જાકણોની અસ્તવ્યસ્ત હિલચાલ) અત્યંત નાની છે.

લાઇનની મધ્યમાં પહેલેથી જ ઓપ્ટિકલ જાડાઈ પર સતત સ્પેક્ટ્રમ (સતત) ની પૃષ્ઠભૂમિ સામે શોષણ રેખા અલગ પડે છે. . શોષણ ક્રોસ વિભાગ સંબંધ દ્વારા ઓપ્ટિકલ ઊંડાઈ સાથે સંબંધિત છે દૃષ્ટિની રેખા પર અણુઓની સંખ્યા ક્યાં છે. કારણ કે લાઇનમાં શોષી રહેલા અણુને ભીનાશ સાથે હાર્મોનિક ઓસિલેટર તરીકે રજૂ કરી શકાય છે, પછી ક્લાસિકલ અને ક્વોન્ટમ મિકેનિકલ બંને ગણતરીઓ પ્રોફાઇલ માટે શોષણ ક્રોસ સેક્શન આપે છે

4.1.1 સ્થાનિક થર્મોડાયનેમિક સંતુલનનો અભાવ

ISM થી કિરણોત્સર્ગની પારદર્શિતા ઇન્ટરસ્ટેલર પ્લાઝ્માની સૌથી મહત્વપૂર્ણ ભૌતિક મિલકત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવશે - ગેરહાજરી સ્થાનિક થર્મોડાયનેમિક સંતુલન(LTR). ચાલો તે પરિસ્થિતિઓમાં યાદ રાખીએ સંપૂર્ણ થર્મોડાયનેમિક સંતુલનબધી સીધી અને વિપરીત પ્રક્રિયાઓ સમાન ઝડપે થાય છે (વિગતવાર સંતુલનનો કહેવાતો સિદ્ધાંત) અને ત્યાં માત્ર એક તાપમાન મૂલ્ય છે જે પર્યાવરણની ભૌતિક સ્થિતિને નિર્ધારિત કરે છે (સ્થાનિક SDR એટલે કે દરેક બિંદુએ વિગતવાર સંતુલન અસ્તિત્વમાં છે અને જાળવી રાખે છે. SDR, પરંતુ તાપમાન એ ફંક્શન કોઓર્ડિનેટ્સ અને સમય છે) 4.2.

મોટી ઓપ્ટિકલ જાડાઈ (ઉદાહરણ તરીકે, તારાઓના આંતરિક ભાગોમાં) ના કિસ્સામાં LTE અંદાજ સારી રીતે કાર્ય કરે છે, અને બિન-LTE અસરો માત્ર સાથે જ નોંધનીય બને છે (ઉદાહરણ તરીકે, તારાઓના ફોટોસ્ફિયરમાં, જ્યાંથી ફોટોન મુક્તપણે અવકાશમાં છટકી જાય છે) .

IN તારાઓ વચ્ચેનું માધ્યમઅણુઓની સાંદ્રતા ઓછી છે, ઘન દીઠ કણો cm, ઓપ્ટિકલ જાડાઈ નાની છે અને LTE કરવામાં આવતી નથી. આ એ હકીકતને કારણે છે કે (a) ISM (મુખ્યત્વે તારાઓની કિરણોત્સર્ગ) માં કિરણોત્સર્ગ તાપમાન ઊંચું K છે, અને પ્લાઝ્માનું ઇલેક્ટ્રોન અને આયન તાપમાન કણોની અથડામણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને તે રેડિયેશન તાપમાનથી મોટા પ્રમાણમાં અલગ હોઈ શકે છે. સ્તરની વસ્તી પર અણુઓ અને આયનોનું વિતરણ આયનીકરણ અને પુનઃસંયોજન પ્રક્રિયાઓના સંતુલન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જો કે, LTE થી વિપરીત, વિગતવાર સંતુલનનો સિદ્ધાંત પરિપૂર્ણ થતો નથી. ઉદાહરણ તરીકે, માં કોરોનલ અભિગમ(ઓછી કણોની ઘનતાની મર્યાદા, નામ સૌર કોરોનામાં પ્લાઝ્માની ભૌતિક સ્થિતિ પરથી આવે છે) અણુઓનું આયનીકરણ ઇલેક્ટ્રોન અસર દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે, અને ડી-ઉત્તેજના સ્વયંસ્ફુરિત કિરણોત્સર્ગી સંક્રમણો દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે અને HII ઝોનમાં; ક્વાસારમાં, ગેસ કેન્દ્રીય સ્ત્રોતમાંથી સખત યુવી કિરણોત્સર્ગ દ્વારા આયનીકરણ થાય છે અને સ્તરોની વસ્તી રેડિયેટિવ પ્રક્રિયાઓના પુનઃસંયોજન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. આ ઉદાહરણોમાં, સીધી અને વિપરીત પ્રાથમિક પ્રક્રિયાઓ અલગ-અલગ પ્રકૃતિની છે, તેથી સ્થિતિઓ સંતુલનથી દૂર છે. જો કે, અત્યંત દુર્લભ કોસ્મિક પ્લાઝમામાં પણ, ઇલેક્ટ્રોનનું મેક્સવેલિયન વેગ વિતરણ લાંબા અંતરની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે કણોની અથડામણ વચ્ચેના લાક્ષણિક સમય કરતાં ઘણા ઓછા સમયમાં (તેના પોતાના તાપમાન સાથે) સ્થાપિત થાય છે. કુલોમ્બ દળો 4.3 તેથી, ઉર્જા દ્વારા કણોનું વિતરણ કરવા માટે, વ્યક્તિ બોલ્ટ્ઝમેન સૂત્રનો ઉપયોગ કરી શકે છે.

4.1.2 સ્થિર ચુંબકીય ક્ષેત્ર

ISM નો સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટક, જે મોટાભાગે તેની ગતિશીલતા નક્કી કરે છે, તે ગેલેક્સીનું મોટા પાયે ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે. ગેલેક્સીના ચુંબકીય ક્ષેત્રનું સરેરાશ મૂલ્ય લગભગ G છે. કોસ્મિક પ્લાઝ્માની પરિસ્થિતિઓમાં, મોટાભાગની પરિસ્થિતિઓમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર સ્થિરબુધવારે. ચુંબકીય ક્ષેત્રને માધ્યમમાં સ્થિર કરવાનો અર્થ થાય છે બંધ વાહક સર્કિટ દ્વારા તેના વિકૃતિ દરમિયાન ચુંબકીય પ્રવાહનું સંરક્ષણ: . પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓમાં, ચુંબકીય પ્રવાહનું સંરક્ષણ વાતાવરણમાં થાય છે ઉચ્ચ વાહકતા 4.4. જો કે, અવકાશ પ્લાઝ્માની પરિસ્થિતિઓમાં, વિચારણા હેઠળના રૂપરેખાના મોટા લાક્ષણિક પરિમાણો અને તે મુજબ, અભ્યાસ હેઠળની પ્રક્રિયાના સમયની તુલનામાં ચુંબકીય ક્ષેત્રના લાંબા સડો સમય વધુ નોંધપાત્ર છે. ચાલો તે બતાવીએ. ચાલો પ્લાઝ્માના જથ્થાને ધ્યાનમાં લઈએ જેમાં પ્રવાહો ઘનતા સાથે વહે છે (વર્તમાન ઘનતા એ એકમ વિસ્તાર દીઠ વર્તમાન તાકાત છે, દિશાને લંબરૂપવર્તમાન). મેક્સવેલના સમીકરણો અનુસાર, પ્રવાહો ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે. આયનો સાથે ઇલેક્ટ્રોનની અથડામણ સાથે સંકળાયેલ જૌલના નુકસાનને કારણે મર્યાદિત વાહકતાવાળા પ્લાઝમામાં વર્તમાન ક્ષીણ થાય છે. પ્લાઝ્માના એકમ જથ્થામાં એકમ સમય દીઠ પ્રકાશિત થતી ગરમી છે. એકમ વોલ્યુમ દીઠ ચુંબકીય ઊર્જા છે. પરિણામે, લાક્ષણિક કદ સાથેના વોલ્યુમમાં ગરમીમાં ચુંબકીય ઊર્જાના વિસર્જનનો લાક્ષણિક સમય (અને અનુરૂપ ફીલ્ડ એટેન્યુએશન) આ રીતે નિર્ધારિત થાય છે.

પ્લાઝ્મામાં ચુંબકીય ક્ષેત્રનું સ્થિર થવું એ લગભગ તમામ ખગોળ ભૌતિક પરિસ્થિતિઓમાં (ટૂંકા લાક્ષણિક સમયને કારણે તારાઓની કોર પતનની ગતિશીલ પ્રક્રિયાઓમાં પણ) સારો અંદાજ છે. જો કે, નાના ભીંગડાઓ પર, આ અંદાજને પકડી શકાતો નથી, ખાસ કરીને ભીંગડા પર અચાનક ફેરફારક્ષેત્રો આ સ્થાનો ચુંબકીય ક્ષેત્ર રેખાઓના તીવ્ર વળાંક દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

4.1.3 પ્રતિબંધિત રેખાઓ

ઓપ્ટિકલી પાતળા દુર્લભ માધ્યમમાં ઉદ્ભવતા કિરણોત્સર્ગની એક વિશિષ્ટ લાક્ષણિકતા એ છે કે તેમાં રેડિયેશનની શક્યતા પ્રતિબંધિત રેખાઓઅણુ પ્રતિબંધિત વર્ણપટ રેખાઓ- મેટાસ્ટેબલ સ્તરોથી અણુઓમાં સંક્રમણ દરમિયાન રચાયેલી રેખાઓ (એટલે ​​​​કે, ઇલેક્ટ્રિક દ્વિધ્રુવ સંક્રમણો માટે પસંદગીના નિયમો દ્વારા પ્રતિબંધિત). મેટાસ્ટેબલ અવસ્થામાં અણુનું લાક્ષણિક જીવનકાળ s થી અનેક સુધીનું હોય છે. દિવસો અથવા વધુ. ઉચ્ચ કણોની સાંદ્રતા પર (માં પૃથ્વીનું વાતાવરણ, સૌર ફોટોસ્ફિયરમાં સે.મી.) કણોની અથડામણ અણુઓની ઉત્તેજના દૂર કરે છે અને પ્રતિબંધિત રેખાઓ જોવા મળતી નથી.

ખરેખર, ચાલો ઓપ્ટીકલી પાતળા પ્લાઝમાના જથ્થામાંથી ઉદ્ભવતી સંક્રમણ સંભાવના (એકમ સમય દીઠ સંક્રમણોની સંખ્યા) સાથે સ્તરથી સ્તર સુધીના સંક્રમણ દરમિયાન રચાયેલી રેખાને ધ્યાનમાં લઈએ. રેખા તેજ

જ્યાં - એક ફોટોનની ઊર્જા, , - સ્તર પર તત્વ X આયનની સંબંધિત સાંદ્રતા, - વિપુલતાહાઇડ્રોજનની તુલનામાં તત્વ X. કારણ કે સંભાવના ઓછી છે, પ્રતિબંધિત રેખાઓ અત્યંત નબળી છે. LTE શરતો હેઠળ, સ્તરની વસ્તી બોલ્ટ્ઝમેન સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને તે ઇલેક્ટ્રોનની સાંદ્રતા પર આધારિત નથી.

ઓછી ઘનતાની સ્થિતિમાં પરિસ્થિતિ અલગ છે. ઉદાહરણ તરીકે, ધ્યાનમાં લો, કોરોનલ અભિગમ, જ્યારે અણુઓનું આયનીકરણ માત્ર ઇલેક્ટ્રોન પ્રભાવો દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે. મેક્સવેલિયન વેગ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સાથે, ઉર્જા સાથેના ઈલેક્ટ્રોનનો અંશ થા સ્તરને ઉત્તેજિત કરવા માટે પૂરતો છે . ઉત્તેજના તરફ દોરી જતી અથડામણની આવર્તન છે ([cm/s] એ એકમ વોલ્યુમ દીઠ, ઇલેક્ટ્રોનની અસર દ્વારા મા સ્તર સુધી અણુના ઉત્તેજનાનો દર છે). એક સ્તરના અન્ય સ્તરોમાં રેડિયેટિવ સડોની કુલ સંભાવના , અને ઉત્તેજના-સડો સંતુલનમાંથી આપણે સંબંધિત સાંદ્રતા મેળવીએ છીએ

તે સ્પષ્ટ છે કે (1) અને (2) બ્રાન્ચિંગ ફેક્ટર 1 ના ક્રમનું હોઈ શકે છે (ઉદાહરણ તરીકે, નીચલા ઉત્તેજિત સ્તરો માટે). આનો અર્થ એ છે કે કોરોનલ અંદાજમાં માન્ય અને પ્રતિબંધિત બંને રેખાઓમાં રેડિયેશન પાવર સમાન ક્રમની હોવી જોઈએ અને તેની તીવ્રતા પર આધાર રાખે છે.

અવકાશ પ્લાઝ્મા