Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Почему плазма непрозрачна для электромагнитного излучения?

Я в курсе, что фотоны могут взаимодействовать с электронами и атомными ядрами вещества, поглощаться и переизлучаться посредством эффекта Комптона, но вопрос остаётся.
Допустим у нас есть 1 кг газа, который занимает объём 1 кубометр. Он прозрачный для фотонов.
При нагревании до состоянии плазмы, масса, объём, плотность, количество вещества не увеличивается. Сколько электронов и атомных ядер было, столько и осталось, они только отделились друг от друга. Сколько в среднем свободного пространства было между ними, столько и осталось. Почему плазма перестала пропускать фотоны?
ФизикаАстрономия+3
Владимир Бомбин
Физика
  · 1,4 K
КФМН (физика тведого тела), сейчас пенсионер-инженер. Работал в ИФТТ, ЦКБ УП, ИФП (всё...  · 13 мая 2023
Вы абсолютно правы. "Бывают и проводники прозрачные (морская вода) и диэлектрики непрозрачные."
Начнём с металлов. В металле есть СВОБОДНЫЕ электроны. Электрон взаимодействует с падающей э/м волной. Болтается в ней, переизлучает, отдаёт энергию решётке…
Чтобы посмотреть как это происходит достаточно решить систему
rotB= (магн. прониц)*j  и j=(проводимость)*Е.
Выяснится что ток экспоненциально затухает по глубине. Характерный масштаб (толщина скин-слоя) ~ (проводимость*магн.прониц.*частота)^(-0.5)*. Т.е. э/м излучение ослабевает проходя через металл. Насколько? Зависит от частоты излучения и свойств металла.
Картинка правильная, если есть СВОБОДНЫЕ электроны.
А если диэлектрик? Просто нейтральный газ? Тогда извольте светить на такой частоте (фотонами такой энергии), чтобы её хватало выбить электрон из нейтрального атома (можно и без фотонов. Зачем "пускач" в лампе дневного света? Зажечь разряд). Если светить низкочастотными фотонами, то взаимодействовать с нейтральными атомами они будут слабенько. Потому и алмаз, и воздух в видимом диапазоне прозрачны (по той же причине хим.состав прямозонных полупроводников для светодиодов на разные длины волн чуть различается). Ещё Бор, не понимая почему это так, постулировал существование стационарных состояний электронов атомов.
Возвращаемя к Вашей обложке. Горячая Вселенная остывала. Температура была столь велика, что протоны и электроны ещё не могли "слепиться" в атом водорода. Они образовывали плазму, которая не пропускала э/м излучения. Через 300 тыс лет от Большого взрыва температура (кин.энергия протонов, электронов, фотонов…) упала настолько, что начали образовываться нейтральные атомы водорода, а концентрация "свободных" носителей быстро падала. Вселенная становилась прозрачной для э/м излучения.
Эту картинку Вы и привели. Самое примечательное в ней то, что её смогли получить; + то, что размер неоднородностей указывает на 300 тыс лет, а звёзды действительно могли зажечься.
---------------
При большх длинах пробега (аном. скин-эф.) формула модифицируется, но это не наш случай.
Астрономия, криптография  · 12 мая 2023
Для радиоволн - потому что она является проводником. Для гамма квантов - нужны подробности.
Не о том спрашиваю. Бывают и проводники прозрачные (морская вода) и диэлектрики непрозрачные.
IT инженер, радиоинженер  · 16 мая 2023
Согласен с Андреем, но немножко дополню. Плазма может быть и радиопрозрачной все зависит от плотности и пробега электронов до столкновения с ионами и частоты радиоизлучения. Электромагнитная волна падая на плазму и приводит в движение электроны с ускорение и замедлением, которые в свою очередь переизлучают электромагнитную волну и за счёт интерференции волна затухает. В... Читать далее