Plasma...cùfng và?o ?'Ă?y !

Plasma...cùfng và?o 'Ăy !

Plasma là gì?



Ha?ng nga?n năm trước, văn minh Ấn Độ đaf có phát minh vif đại khi mô ta? thế giới chúng ta đang nhận thức la? một tô?n tại vật chất với 4 tha?nh phâ?n : đất, nước, gió va? lư?a. Nha? Phật xuất hiện sau đó không lâu đaf tiến xa hơn trong giới hạn tri thức luận vê? thế giới khách quan khi mô ta? thế giới la? vạn vật đô?ng nhất thê?, có thê? hiê?u la? "mọi tô?n tại đê?u thống nhất ơ? chôf đê?u la? cấu tạo vật chất".


Khoa học thi? tư? trước đaf cho rằng vật chất chỉ tồn tại ở ba dạng: rắn (solid), lỏng (liquid) và khí (gas). Mãi cho đến gần đây thì người ta mới phát hiện ra ngoài ba dạng tồn tại trên vật chất còn tồn tại ở dưới một dạng khác gọi là Plasma.



Vậy Plasma là gì? Làm sao để nghiên cứu nó?



I/. Plasma la? một thê? vật chất, một trươ?ng hay trang thái ?

Điều mà chúng ta có thể khẳng định được với nhau đó là: Plasma chẳng qua cũng là một trong những dạng tồn tại của vật chất. Tất nhiên nó có những đặc điểm riêng và chính những đặc điểm này đem lại cho con người biết bao ứng dụng hữu ích và cũng đem lại cho con người không kém phần rắc rối. Hữu ích thì chúng ta sẽ kể ra sau vì chắc chắn rằng cái rắc rối sẽ đến trước. Vậy đó là những rắc rối gì? Cái mà chúng ta có thể nhìn rõ trước mắt đó là một chuỗi phép tính phức tạp và nhàm chán. Để nghiên cứu về dạng vật chất này người ta phải dùng đến hệ phương trình Maxwel-Boltzman.

Plasma - trạng thái thứ tư của vật chất - là sự tụ họp của các hạt (chủ yếu là các electron và ion) có cùng một tính chất (ví dụ như sóng) thống trị và quyết định sự hoạt động của hệ thống.



Với sự phát triển của khoa học công nghệ, plasma đóng vai trò to lớn trong việc phát triển các ứng dụng công nghệ tiên tiến. Plasma có mặt trong hầu hết các ứng dụng công nghệ cao (high-technology).



Một ví dụ điển hình là dùng dầu plasma nhiệt độ cao (high-temperature plasma) trong Công nghệ hóa lỏng. Còn plasma nhiệt độ thấp (low-temperature plasma) được sử dụng trong quá trình chế tạo vật liệu bao gồm cả việc cấy (etching) các mô hình phức tạp dùng cho các các linh kiện vi điện tử và vi quang, dùng trong các công nghệ lắng đọng trong các lĩnh vực tạo ma sát, từ, quang, chất dẫn điện, chất cách điện, chất polyme, các màng mỏng xúc tác.


Ngoài ra, plasma cũng rất quan trọng trong chiếu sáng, tạo sóng vi ba, hủy các chất thải độc hại, các chất hóa học, laze và các bộ gia tốc tân tiến phục vụ cho việc nghiên cứu các hạt cơ bản.

Đôi khi để dễ hiểu hơn người ta gọi Plasma là một thể điện từ (electromagnetic)có một tính chất đặc biệt .



II/. Plasma - ứng dụng va? tiêu chí kyf thuật học

Những năm gần đây với sự phát triển của Khoa học công nghệ ứng dụng, plasma không còn là một cái gì đó quá xa cách với chúng ta nữa mà đã có thể hiện diện trong các gia đình qua chiếc tivi màu kỹ thuật số với chiếc màn hình Plasma.


Vật liệu quan trọng nhất của công nghệ plasma chính là chất plasma. Chất Plasma là những chất khí có chứa các ion (các nguyên tử mang điện tích) và các điện tử chuyển động tự do.

Trong điều kiện thường, các chất khí đều được tạo thành từ các phân tử trung hoà về điện (không mang điện). Khi đó trong mỗi nguyên tử, số hạt proton mang điện dương có trong hạt nhân nguyên tử đúng bằng số điện tử mang điện âm ở lớp vỏ, quay xung quanh hạt nhân. Do vậy tổng điện tích âm và dương của nguyên tử trung hoà với nhau, tức là luôn bằng không.

Nếu cho một dòng điện (dòng các điện tử tự do) chạy qua chất khí thì tình trạng cân bằng sẽ biến mất. Các điện tử tự do va chạm với nguyên tử khí làm cho các điện tử ở lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử đó bắn ra. Khi bị mất một hoặc vài điện tử, nguyên tử trở thành phần tử mang điện dương (gọi là ion dương) vì số hạt proton lớn hơn số điện tử còn lại trong nguyên tử. Khi đó chất khí trở thành plasma.

Trong khí plasma, các điện tử mang điện âm sẽ bị hút về phía cực dương và các ion dương sẽ chạy về phía cực âm. Khi chuyển động hỗ loạn như vậy, các hạt này luôn va chạm vào nhau và vào các nguyên tử khí khác. Va chạm truyền năng lượng cho các điện tử ở lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử khí làm cho điện tử này nhảy lên mức năng lượng cao hơn. Nguyên tử có các điện tử như vậy gọi là các nguyên tử được kích thích. Chúng không ở trong trạng thái kích thích lâu mà nhanh chóng trở về trạng thái tự nhiên, giải phóng ra năng lượng dưới dạng một hạt ánh sáng gọi là hạt photon. Chất khí sử dụng trong màn hình plasma là khí xenon hoặc khí neon khi được kích thích phát ra các tia cực tím. Mắt người không thể nhìn thấy các tia này. Nhưng người ta có thể dùng các tia này để tạo ra ánh sáng nhìn thấy. Đe?n huy?nh quang la? một trong nhưfng ứng dụng plasma không tính đến thơ?i gian tô?n tại cu?a plasma.



Vấn đê? khó khăn cốt lofi cu?a các công nghệ sư? dụng plasma, đó chính la? thơ?i gian tô?n tại cu?a plasma la? cực ngắn (va?i phâ?n triệu đến va?i phâ?n vạn giây đô?ng hô?) với năng lượng tập trung rất lớn.



Techno (Co?n tiếp)



Tham kha?o :

yesme@ trên forum http://www.fotech.org

va? http://bluehawk.monmouth.edu .

Techno nhuận đính va? bô? sung.

Plasma

(phần hai)

Chiếc TV đầu tiên đã ra đời được gần 80 năm nhưng hầu hết TV đều được chế tạo từ cùng một công nghệ sử dụng đèn hình hay còn gọi là ống tia ca-tốt (CRT). Đèn hình là một ống thuỷ tinh lớn hình cái phễu được rút hết không khí, bên trong có một súng bắn ra tia điện tử và các bộ phận lái tia. Tia điện tử là dòng các hạt electron mang điện âm. Khi đi đến bề mặt đèn hình, các điện tử đập vào lớp phốt-pho làm cho chúng phát sáng. Hình ảnh được tạo nên bằng cách chiếu sáng lần lượt các vùng khác nhau có phủ các lớp phốt-pho tạo màu khác nhau của đèn hình.

Đèn hình tạo ra hình ảnh sắc nét và màu sắc rực rỡ nhưng chúng cũng có những điểm yếu của chúng. Đèn hình thường to và nặng. Muốn tăng kích thước màn ảnh, phải tăng độ dài của ống hình để tia điện tử có thể quét hết bề mặt đèn hình. Kết quả là TV ống hình loại lớn cực kỳ nặng và cồng kềnh, có khi chiếm hết cả một căn phòng.

Tuy thế, chúng vẫn được sử dụng ờ hầu hết các studio lớn trên thế giới, vì màn hình LCD tuy gọn, vẫn chưa có được quang ảnh và độ đáp ứng mạnh như CRT.

Công nghệ màn hình plasma đã giải quyết trọn vẹn vấn đề trên. Màn hình plasma thường có kích thước lớn, nhưng chỉ dày khoảng 15 cm và khá nhẹ. Bạn dễ dàng treo nó lên tường như một bức tranh.




Hình 1 : Cấu tạo màn hình plasma.

Khí xenon hoặc neon trong màn hình plasma được chứa trong hàng trăm ngàn những ?ocăn phòng? nhỏ gọi là các tế bào, nằm giữa hai tấm kính. Các điện cực dài nằm giữa hai tấm kính và kẹp giữa các tế bào. Các điện cực nằm sát tấm kính phía sau được gọi là các điện cực địa chỉ (address electrode). Chúng nằm song song với nhau theo chiều ngang. Các điện cực nằm sát tấm kính phía trước được gọi là các điện cực hiển thị (display electrode). Chúng trong suốt và nằm theo chiều thẳng đứng. Bao quang các điện cực hiển thị là một lớp vật liệu điện môi để cách điện. Nằm giữa các tế bào và điện cực hiển thị còn có một lớp bảo vệ bằng MgO. Các điện cực hiển thị và các điện cực địa chỉ phối hợp với nhau tạo thành một lưới, ở mỗi mắt lưới là một tế bào.

Để ion hoá chất khí của một tế bào nào đó, bộ xử lý của màn hình sẽ nạp điện cho hai thanh điện cực tương ứng giao nhau tại tế bào đó. Thời gian nạp/phóng điện rất nhanh, hàng ngàn chu kỳ trong khoảng vài phần trăm giây. Dòng điện chạy qua tế bào nào sẽ làm cho tế bào đó phát sáng.



Hình 2 : Điểm quang ảnh của màn hình plasna

Các tế bào được cho phát sáng liên tiếp nhau với tốc độ rất nhanh, tạo cho ta cảm giác toàn bộ màn hình phát sáng liên tục.

Khi hai điện cực nào đó được cấp điện, một dòng điện sẽ chạy qua chất khí trong tế bào ở chỗ hai điện cực giao nhau làm chất khí phát ra các tia cực tím (tia UV). Tia cực tím này sẽ kích thích chất phốt-pho phủ ở thành của các tế bào phát sáng. Mỗi ?ođiểm ảnh? trên màn hình plasma bao gồm ba tế bào độc lập có ba màu khác nhau là đỏ, xanh lục và xanh thẫm (RGB). Ba tế bào này phát sáng cùng nhau. Màu sắc của điểm ảnh là tổng hợp của cả ba màu. Bằng cách thay đổi cường độ dòng điện chạy qua mỗi tế bào, người ta thay đổi được cường độ ánh sáng của màu đó. Do vậy sự tổng hợp của ba màu cơ bản với cường độ khác nhau sẽ tạo ra bất kỳ màu nào mong muốn.

Ưu điểm chính của công nghệ plasma là ở chỗ có thể chế tạo những màn hình cực lớn với chất liệu cực mỏng. Phần lớn màn hình plasma đều được chế tạo theo tiêu chuẩn kích thước 16:9 là kích thước ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống hometheatre và HDTV. Mặt khác do mỗi điểm ảnh được ?~thắp sáng?T riêng biệt nên hình ảnh rất sáng, tuyệt đối phẳng và có thể quan sát được dưới mọi góc độ. Tuy chất lượng hình ảnh còn chưa được như TV đèn hình nhưng màn hình plasma cũng đáp ứng tốt yêu cầu của hầu hết mọi người.

Nhược điểm lớn nhất của màn hình plasma là giá còn quá cao. Với giá từ 4.000 US$ đến 20.000 US$, nó hiện nằm ngoài khả năng của nhiều người. Tuy vậy, công nghệ đang phát triển từng ngày, chẳng bao lâu nữa màn hình plasma sẽ hạ giá xuống mức bằng với màn hình thông thường hiện nay.

(xin xem phần tiếp theo : Plasma : những tính toán kỹ thuật học và kỹ thuật 3D plasma) (**)


Techno

---------------------------------------

Ghi chú:

Phần lớn màn hình plasma không phải là TV mà chỉ là thiết bị hiển thị do không có phần thu và giải điều chế; giải mã tín hiệu truyền hình. Để biến nó thành TV, bạn cần lắp thêm một anten và một bộ giải mã, ví dụ VCR.

(**) Kỹ thuật hình 3D hiện nay hầu hết là... 3D giả. Nghĩa là, người ta dùng một phần mềm, lấy hình ảnh 2D thông thường, trộn với chính tín hiệu đó đã được làm lệch + làm trễ theo một tiêu chí chủ quan là MD (Monument Detect). Sau đó là nhìn qua một kính đa lập (chứa nhiều phần tử rất bé có hình lăng trụ để gom các hình đó thành một), và gật gù gọi nó là hình... 3D. Ai "bị" xem loại 3D giả này cũng đều thấy nhức đầu choáng váng vì cả hai lý do : hình ảnh thì nhạt nhoà kỳ dị, mà giá thì.... trên trời.

Bạn Mai Sỹ Xuân Lâm có "kinh nghiệm nhức đầu" này, xin chia sẻ cho anh em cafesangtao va? TTVNOL biết với.

Trong kỹ thuật 3d thật sự, hình ảnh được thu bằng ít nhất 3 camera ở vài góc độ khác nhau. Hình ảnh trên màn hình 3D thật là tổng hợp vật lý của 3 hình ảnh không gian này và không qua một phần mềm nào hết. Một cố gắng như vậy đã được tiến hành ở Viện Vật lý Âu Châu tại Gottinghen đã tạo được những hình ảnh 3D thật từ công nghệ Plasma.

Trên màn hình là một thiếu nữ

"... nàng xinh tươi và hớn hở dạo bước qua vườn hoa đua sắc thắm, nổi rõ các tà áo và đường cong nữ tính trước người xem như bằng da bằng thịt. Tôi muốn nhìn hoa tai trái của nàng, bèn nghiêng người sang bên, và thấy rõ khoen vàng Cartier lấp lánh và diễm lệ ...."

(trích phóng sự của R. Hamington, Pure 3D impession - Ấn tượng 3D thật - Fabric Zeitung - Dec 2006 - Techno dịch).



__________________
Không có gì là khó cả

Nguô?n http://www.cafesangtao.com/

Sơ sơ thế đaf nhi?, nha? mi?nh cứ "mặc sức" ngâm cứu, Techno luôn avai lây bô? cho mọi thắc mắc .