Kula plazmowa

Kula jest pełna błędnych piorunów, które podążają za palcem. Świecący gaz w kuli to zwykłe powietrze tylko nieco rozrzedzone, a tańczące włókienka to sznury plazmy - prądu elektrycznego przepływającego w gazie. Skąd ten prąd płynie? Ze środka kuli. A dokąd? Do naszego palca, albo do "reszty świata", na zewnątrz kuli. Uwaga na rozruszniki serca!

Kula plazmowa składa się ze szklanej bańki wypełnionej rozrzedzonym gazem (1-10 mm Hg) oraz centralnej elektrody. Cokół lampy w miejscu, gdzie osadzona jest kula zawiera elektryczny obwód oscylacyjny, który zasila wewnętrzną elektrodę wysokim napięciem ok. 10 000 V ze zmienną polaryzacją o częstotliwości ok. 35 000 Hz. Pole elektryczne rozchodzi się radialnie, a włókienka plazmy mniej więcej za nim podążają. Gaz świecący na różowo i na niebiesko to zwykły azot.

Lampa plazmowa przypomina rurę neonową. Ta też jarzyłaby się siną poświatą, gdyby nie miała na ściankach ochronnego ekranu, który świeci na biało. Tylko że lampa neonowa ma dwie elektrody, a kula plazmowa świeci do "reszty świata".

Świecący gaz w kuli plazmowej to zwykłe powietrze tylko nieco rozrzedzone. A tańczące wąłkienka to sznury plazmy - prądu elektrycznego przepływającego w gazie. Coś w rodzaju burzowego pioruna, tylko pod zmniejszonym ciśnieniem.

Co więcej, ten prąd (lub raczej pole elektryczne) rozchodzi się i poza kulą - zobacz jak świeci neonówka w pobliżu kuli. Fale elektromagnetyczne przenikają przez papier, ale nie przez folię metalową lub rękę - dlatego też twoja "komórka" kiepsko odbiera w tunelu.

Nazwa tej zabawki bierze się stąd, iż faktycznie w bańce powstaje plazma. Plazma to silnie zjonizowany gaz; jony (atomy bez jednego, zazwyczaj, elektronu) i swobodne elektrony we wnętrzu bańki wprawiane są w ruch przez pole elektryczne. Jeżli średnia odległość (średnia droga swobodna) pomiędzy cząsteczkami nie jest dostatecznie duża, elektrony zyskują wystarczającą ilość energii aby wzbudzić i zjonizować inne atomy poprzez zderzenia. Wzbudzone molekuły tracą energię wypromieniowując ją w formie fal elektromagnetycznych, również w ich widzialnym zakresie.

Włókienka zdążają ku górze ponieważ ich temperatura jest dość wysoka, a ich gęstość mniejsza niż pozostałego gazu wewnątrz kuli. Włókienka zagęszczają się w kierunku palca, ponieważ posiada on potencjał ziemi równy 0 V: różnica potencjałów pomiędzy centralną elektrodą i palcem jest dużo większa niż między centralną elektrodą a jakimkolwiek punktem w kuli. Zagęszczenie włókienek ma miejsce w punkcie przyłożenia palca, gdyż pole elektryczne ma tam większe natężenie, co w konsekwencji daje większą ilość aktów jonizacji.