Was ist Ionisiertes Gas?

2 Antworten

Normalerweise sind Atome elektrisch neutral: Der positiv geladene Kern wird von einer negativ geladenen Elektronenhülle umgeben.

Unter bestimmten Umständen kann es jedoch passieren, dass die Elektronen nicht mehr an ihren Kern gebunden sind und sich frei bewegen können. Das passiert beispielsweise, wenn du "gewöhnliche" Materie auf extreme Temperaturen bringst. Genau dieser Fall liegt auf der Sonne vor. Die Oberfläche (weiter im Inneren steigt die Temperatur noch erheblich weiter) besitzt eine Temperatur von fast 6000 Grad, das Wasserstoffgas (aus dem die Sonne im Wesentlichen besteht) liegt als ionisiertes Gas vor, man spricht auch von "Plasma" oder dem "vierten Aggregatzustand" der Materie.

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Wie genau kann es passieren, dass Gas ionisiert und kann man diesen Vorgang künstlich starten?

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Ionisation heißt jeder Vorgang, bei dem aus einem Atom oder Molekül ein oder mehrere Elektronen entfernt werden, so dass das Atom oder Molekül als positiv geladenes Ion (Kation) zurückbleibt. Der umgekehrte Vorgang, bei dem ein Elektron von einem positiv geladenen Atom oder Molekül eingefangen wird, wird als Rekombination bezeichnet. Eine weitere Form der Ionisation, die vor allem in der Chemie relevant ist, ist die Anlagerung von Elektronen an ein neutrales Atom oder Molekül, so dass ein negativ geladenes Ion (Anion) entsteht. Ebenfalls kann Ionisation durch Anlagerung von Ionen (Protonen, Kationen, Anionen) erfolgen, z. B. in der Massenspektrometrie. Wird der Kern eines Atoms aus der Elektronenhülle hinausgestoßen – z. B. durch ein schnelles Neutron – wird er dadurch ebenfalls zu einem Ion. Jedoch ist für diesen Vorgang die Bezeichnung Ionisation nicht üblich.

Ein Gas mit einem erheblichen Anteil Ionen und freien Elektronen bei insgesamt gleich großen positiven und negativen Ladungsmengen nennt man ein Plasma. Nahezu die gesamte sichtbare Materie im Universum ist mehr oder weniger stark ionisiert.

Als Plasma bezeichnet man in der Physik ein (teilweise) ionisiertes Gas, das zu einem nennenswerten Anteil freie Ladungsträger wie Ionen oder Elektronen enthält.

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