Kula plazmowa, jak wskazuje jej nazwa, ma coś wspólnego z plazmą, czyli czwartym stanem materii. Kula składa się ze sferycznej szklanej bańki wypełnionej rozrzedzonym gazem oraz centralnej elektrody, która często nazywana jest „cewką Tesli” od nazwiska Nikoli Tesli, wynalazcy lampy. Cokół lampy w miejscu, gdzie osadzona jest kula zawiera elektryczny obwód oscylacyjny, który zasila wewnętrzną elektrodę wysokim zmiennym napięciem. Ze względu na sferyczny kształt centralnej elektrody pole elektryczne rozchodzi się od niej radialnie, a za nim mniej więcej podążają świetliste włókienka, których kolory ściśle zależą od gazu umieszczonego w bańce [1]. I właśnie w obszarach „świecących” włókienek wytwarzana jest plazma – czyli zjonizowany gaz. Jony, które w normalnych warunkach obecne są we wszystkich gazach (za sprawą zjawiska naturalnej promieniotwórczości), są przyspieszane w silnym polu elektrycznym wytworzonym przez centralną elektrodę. Ponieważ gaz znajduje się pod ciśnieniem niższym niż ciśnienie atmosferyczne, jony uzyskują na tyle dużą prędkość aby zjonizować (wytworzyć plazmę) lub wzbudzić do świecenia inne cząsteczki gazu w procesie wielokrotnych zderzeń. Na podobnej zasadzie plazma wytwarzana jest podczas wyładowań atmosferycznych (potocznie zwanych piorunami). Dotykając kulę palcem, każdy może wytworzyć własny, prywatny piorun rozchodzący się od palca do elektrody. Dzieje się tak dzięki właściwościom przewodzącym ciała ludzkiego - dotykając szkła tworzymy drogę o mniejszej oporności dla ładunku niż otaczające szkło i gazy.

  Silne pole elektryczne wytworzone w kuli plazmowej, jest na tyle duże, że efekty z nim związane można obserwować daleko po za jej obszarem. Zbliżając do kuli świetlówkę, która również jest wypełniona gazem pod niższym ciśnieniem, możemy ją zmusić do świecenia – pomimo, że nie jest ona podłączona do żadnego obwodu elektrycznego! W świetlówce zachodzi to samo zjawisko jak w kuli plazmowej – jony gazu przyspieszone przez zewnętrzne pole elektryczne podczas kolizji z innymi cząstkami gazu wzbudzają je do świecenia lub jonizują. Zasadniczą różnicą między kulą a świetlówką jest to, że w tej drugiej pobudzone gazy emitują głownie promieniowanie w zakresie ultrafioletu (niewidoczne gołym okiem). Dopiero promieniowanie ultrafioletowe pobudza do świecenia w obszarze widzialnym specjalny luminofor pokrywający ścianki świetlówki.

Rys. 1. Świetlówka zbliżona do kuli plazmowej świeci, pomimo, że nie jest podłączona do żadnego źródła zasilania.

[1] http://dydaktyka.fizyka.umk.pl/zabawki/files/articles/cd/cd.html

Zobacz także: Kula plazmowa