Disclaimer: Følgende materiale opbevares online af arkivmæssige årsager.

(Filer i rød-historie) Indeks 4.Elektroner 4H. Thomson, 1896 4a. Elektrisk væske 5. Feltlinjer 5H. Faraday 1846 5a-1. EM-induktion–1 5a-2. EM-induktion–2 6. EM-bølger 7. Plasma 7a.Fluorescenslampe 7H. Langmuir, 1927 8.Positive ioner 8H. Arrhenius, 1884

Plasma kaldes undertiden “den fjerde stoftilstand”, ud over de velkendte tre – fast stof, væske og gas. Det er en gas, hvor atomerne er blevet opdelt i frit svævende negative elektroner og positive ioner, dvs. atomer, der har mistet elektroner og står tilbage med en positiv elektrisk ladning. I den lavere atmosfære, hvor vi lever, indfanger ethvert atom, der mister en elektron (f.eks. ved at blive ramt af en hurtig kosmisk strålepartikel), hurtigt den eller en lignende elektron igen. Situationen er helt anderledes ved høje temperaturer, som det er tilfældet på Solen. Jo varmere gassen er, jo hurtigere bevæger dens atomer og molekyler sig, og ved meget høje temperaturer er sammenstødene mellem sådanne hurtigt bevægende atomer voldsomme nok til at rive elektroner væk. I Solens atmosfære er en stor del af atomerne til enhver tid “ioniseret” af sådanne kollisioner, og gassen fungerer som et plasma. I modsætning til kølige gasser (f.eks. luft ved stuetemperatur) leder plasmaer elektricitet og påvirkes kraftigt af magnetfelter. Lysstofrørslampen, der er meget udbredt i hjemmet og på arbejdspladsen, indeholder en fortyndet inert gas med en brøkdel af en procent kviksølvdamp, som producerer et plasma, når den opvarmes og omrøres af elektricitet, fra den strømledning, som lampen er tilsluttet. Strømledningen gør den ene ende elektrisk positiv og den anden negativ (se tegningen nedenfor), hvilket bevirker, at (+)-ioner accelereres mod (-)-enden og (-)-elektroner mod (+)-enden. De accelererede partikler får energi, kolliderer med atomer, udstøder yderligere elektroner og opretholder således plasmaet, selv om nogle andre partikler kombinerer sig igen. Kollisionerne får også kviksølvatomerne til at udsende lys, og denne lyskilde er faktisk mere effektiv end almindelige glødepærer. Neonskilte og gadelygter fungerer efter et lignende princip, og nogle plasmaanordninger anvendes (eller blev anvendt) i elektronikken.

Som nævnt består Solen af plasma. Et andet vigtigt plasma i naturen er ionosfæren, der starter ca. 70-80 km over jorden. Her bliver elektroner revet af atomerne af sollys med korte bølgelængder, fra ultraviolet til røntgenstråler: de rekombinerer ikke så let igen, fordi atmosfæren bliver mere og mere tyndtflydende i store højder, og kollisioner er ikke hyppige. I den laveste del af ionosfæren, “D-laget” i 70-90 km højde, er der stadig nok kollisioner til, at det forsvinder efter solnedgang. Derefter rekombineres de resterende ioner og elektroner, mens der i fraværet af sollys ikke længere dannes nye ioner og elektroner. Dette lag genetableres imidlertid ved solopgang. Over 200 km er kollisionerne så sjældne, at ionosfæren består dag og nat.

Den øverste ionosfære strækker sig mange tusinde km ud i rummet og smelter sammen med magnetosfæren, hvis plasmaer generelt er mere fortyndede, men også meget varmere. Ionerne og elektronerne i magnetosfærens plasma kommer dels fra ionosfæren nedenunder, dels fra solvinden (næste afsnit), og mange detaljer om deres indgang og opvarmning er stadig uklare.

Endelig findes der det interplanetariske plasma – solvinden. Solens yderste lag, koronaen, er så varmt, at ikke alene er alle dens atomer ioniseret, men at de atomer, der er startet med mange elektroner, får flere af dem (nogle gange alle) revet af, herunder dybere liggende elektroner, der er stærkere knyttet til dem. F.eks. er der i koronaen blevet påvist karakteristisk lys fra jern, der har mistet 13 elektroner.

Denne ekstreme temperatur forhindrer også, at plasmaet i koronaen holdes fanget af Solens tyngdekraft, og i stedet strømmer det ud i alle retninger og fylder solsystemet langt ud over de fjerneste kendte planeter. Gennem solvinden former Solen Jordens fjerne magnetfelt, og solvindens hurtige strømning (~400 km/s) leverer den energi, der i sidste ende driver polarlyset, strålingsbælterne og fænomenerne magnetiske storme.

Videregående læsning:

Plasmafysik er et vanskeligt, matematisk område, hvis undersøgelse kræver en grundig forståelse af elektromagnetisk teori. Nogle universitetsbøger om elektricitet og magnetisme behandler aspekter af plasmafysik, f.eks. kapitel 10 i “Classical Electrodynamics” af J.D. Jackson. Spørgsmål fra brugere:
*** Elektrisk og magnetisk energi
*** Hvordan kan man inddæmme et plasma?
*** Kan plasmafysik forklare kugleblink?
*** Er ild et plasma?
*** Kan rumplasma hjælpe til fremdrift af rumfartøjer?