ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Лредводителев. Об одной возможной схеме построения теории плазменного состояния газа из "Химия и физика низкотемпературной плазмы" Еще Декарт в своем бессмертном произведенин Правила для руководства ума , в тринадцатом правиле, высказал мысль, которую будет не лишним напомнить. Эту мысль можно выразить так если мы хотим хорошо понять вопрос, то нужно освободить его от всех излишних представлений, свести его к простейшим элементам и разбить на такое же количество возможных частей посредством нумерации. [c.3] Однако при этой логической операции не надо забывать, что при постановке вопроса мы неизбежно должны встретиться со следующими логическими звеньями. Во-первых, в вопросе должно содержаться некоторое неизвестное, ибо иначе вопрос бесполезен во-вторых, это неизвестное должно быть чем-нибудь отмечено, иначе ничто не направляло бы нас к исследованию в-третьих, вопрос должен быть отмечен также чем-нибудь известным. Кроме этого, он должен быть полным, т. е. не содержать неопределенностей, которые могут толкать исследователя на разыскание таких вещей, которые нельзя вывести из данного понятия. [c.3] Содержание же всякого исследоваипя сводится или к установлению некоторой вещи по логическим посылкам, или к установлению причины по следствиям. Далее все эти операции мы производим с помощью языка. Отсюда сразу становится ясным, какое значение имеет его употребление в формулировке открываемых истин. [c.3] На эту последнюю сторону нашего мышления особенно обратил внимание известный итальянский геометр Энриквес в своем произведении Проблемы науки . Он рассуждал примерно так нужно заметить, что язык, который нам служит для выражения наших мыслей, в конце концов является системой символического обозначения вещей. Поэтому пользование этим мощным орудием, приходящим на помощь нашему уму, сопряжено с серьезными опасностями. В снстеме логических построений, иногда содержащих многочисленную группу фактов и вещей, легко забыть значение слов, включающих большой объем представлений. [c.3] Таким образом, чтобы ие затеряться в бессмысленных словесных построениях, надо всегда руководствоваться условием позитивности, состоящим в том, что позиавательпое суждение всегда содержит в себе сопоставление или противопоставление утверждающих и отрицающих суждений. [c.3] Обо всем этом мы говорим для того, чтобы обратить внимание читателя на то, что термин плазма , употребляемый в современной научной литературе, не содержит в себе точно очерченных представлений. Поэтому уместно поставить вопрос, касающийся того, какие представления нужно вложить в термин плазма . [c.4] Как известно, каждая молекула газа представляет собой маленький кусочек пространства, в котором определенным образом распределены положительные и отрицательные заряды. Следовательно, это есть определенное электродинамическое образование. При достаточном сближении этих образований в сильно сжатом газе возникает внутреннее электромагнитное поле именно электромагнитное, так как молекулы газа подвержены тепловому движению. Поле пондеромоторных сил внутренней электромагнитной энергии газа в современной науке аппроксимируют конечной, а иногда и бесконечной суммой центральных сил. Эти силы 1финято называть ван-дер-ваальсовыми силами. Что касается конкретного представления о характере теплового движения молекул в подобных газовых системах, то оно характеризуется исходными положениями, которыми различные исследователи обосновывают функции распределения по статистическим признакам, которые приписывают молекулам и которые определяют их кинематическое состояние и пространственное положение. Такое описание газовой системы, как легко видеть, содержит в себе идею коллективного существования молекул. Возникает вопрос можно ли подобное состояние газа назвать плазменным состоянием С точки зрения этимологического содержания слова плазма , пожалуй, можно. [c.4] Теперь аерейдем к такому разрежению газа, когда внутренняя электромагнитная энергия в системе в целом близка к нулю и проявляется только при сближении молекул в форме потенциалов взаимодействия. Примером такой газовой системы может служить система материальных точек, движущихся по законам механики без начальных условий. Как известно, статистические признаки такой системы подчиняются нормальному распределению Лапласа — Гаусса. В таких системах отсутствуют элементы коллективного взаимодействия и, следовательно, содержание, вкладываемое в слово плазма , никак нельзя приписать газу, находящемуся в указанном физическом состоянии. [c.4] Однако можно создать условия, когда будет иметь место достаточное количество быстро движущихся молекул, которые при сближении с другими молекулами могут породить маленькие электродинамические образы с избыточным положительным или отрицательным зарядом. Мы получим в этом случае то, что ранее просто называли ионизированным газом. В такой системе, вообще говоря, появится внутренняя электромагнитная энергия. Следовательно, будет иметь место поле пондеромоторных сил, которое можно аппроксимировать суммами центральных сил. Однако указанное поле может быть таким, что серьезным образом пе нарушит характера теплового движения молекул, т. е. статистические признаки системы по-прежнему будут подчиняться законам нормального распределения Лапласа — Гаусса. [c.4] Можно ли такой газ назвать плазмой, придерживаясь строгого этимологического смысла слова плазма Конечно, нет. [c.4] Однако с повышением температуры газа можно достигнуть такого его состояния, когда внутреннее электромагнитное поле будет столь значительным, что движение отдельных электродинамических образов системы не будет голономным и, следовательно, не будут выполняться положения, лежащие в основе нормальных функций распределения. Л это означает, что в таких системах характер теплового движения не будет похожим на характер теплового движения в обычных или слабо ионизированных газах. Некоторым образцом подобных движений может служить тепловое движение в электронном газе, теорию которого дал А. А. Власов в своей докторской диссертации. [c.5] Именно такие состояния Дж. Томсон и Рэлей назвали плазменными состояниями. Нам кажется, изложенные соображения ясно показывают, что недопустимо смешивать все состояния ионизированного газа и расширять тер.чин плазма за пределы его этимологического содержания. Со времен Аристотеля было известно, что неуместное расширение понятия делает его неопределенным, что является источником накопления неопределенных сулчдений, уводящих наше познание с правильного пути. [c.5] Если придерживаться того содержания термина плазма , которое вложили в него Дж. Томсон и Рэлей, то естественно возникают идеи, определяющие пути теоретического и экспериментального изучения свойств плазмы. Теория вопроса сводится к разысканию методов описания теплового состояния подобной среды. Здесь все созданные статистические методы вряд ли пригодны, так как система по самой своей природе не голономна. Априорное создание методов описания теплового движения в плазмах — задача очень трудная и едва ли будет полностью разрешена в ближайшем будущем. [c.5] С нашей точки зрения легче решать поставленную задачу апостериори, изучая свойства ионизированного газа, последовательно доводя его до плазменного состояния. В этом отношении наиболее перспективной задачей является изучение изменения дисперсионных констант длинноволновой части оптического спектра одноатомных газов по мере приближения их к плазменному состоянию. [c.5] В самом деле, если строить теорию дисперсии света в ионизированном газе исходя из макроскопических уравнений Максвелла, то переход от простого статистического состояния газа к плазменному состоянию должен резко отразиться на вычислении комплексного значения коэффициента преломления. В плазменном состоянии газа, благодаря кол-.пективным взаимодействиям, тепловое движение будет иметь волновой характер. Поэтому взаимодействие внешней оптической волны с внутренними волнами может привести к эффектам модуляции, подобным эффекту Мандельштама — Бриллюэна, наблюдаемому в жидкостях. [c.5] Волновой характер тепловых движений в плазменном состоянии газа обусловлен главным образом тем обстоятельством, что только этот тип движений вместе с циклическими допускает исключение начального состояния системы. А последнее необходимо для того, чтобы указанные внутренние движения в газе согласовать с принципами термодинамики. [c.5] Переходя от одноатомных газов к многоатомным, с известным правом можно утверждать, что плазменное состояние газа установится, вероятно, после того, как пройдет процесс диссоциации. Но этот последний процесс не может протекать индетерминированно, т. е. без влияния факторов, ведуших систему к финальному, плазменному состоянию. Поэтому исследование термической диссоциации газов в свете излагаемых положений представляется задачей весьма важной. [c.6] Изучение плазменных состояний при смешении разнородных газов — задача еще более трудная, главным образом потому, что на пути к плазменному состоянию в газах могут образовываться новые вещества. Между тем образование в ионизированных газах новых компонент вещества само по себе имеет огромное научное и практическое значение. Здесь следует различать два наиравления в зависимости от того, какими источниками энергии поддерживается процесс превращения вещества. Можно, например, пользоваться тепловыми и электрическими источниками энергии. С точки зрения практики несомненно рентабельнее пользоваться электрическими источниками. Это обстоятельство и послужило основанием к созданию новой главы физической химии — газовой электрохимии. [c.6] В создании указанной главы физической химии ученым Московского государственного университета принадлежит достаточно почетное место. В этом отношении школа Н. И. Кобозева и С. С. Васильева занимает ведущее положение в Советском Союзе. [c.6] Автор настоящей статьи также принимал некоторое участие в развитии этой области знания главным образом в связи с техническими задачами — очистки топочных газов от серы и получения окислов азота нз воздуха. [c.6] Вернуться к основной статье