5.1 Fire små forsøg med en plasmakugle

Figur 5.18. En plasmakugle. Plasma er den fjerde tilstandsform, som er karakteriseret ved, at nogle af elektronerne i atomerne er løsrevet. Man finder fx plasma i en flamme og i Solens indre. Fire små forsøg med en plasmakugle Formålet med disse forsøg er at give indtryk af elektriske felter.

En plasmakugle kan bruges som en højspændingskilde og til at undersøge elektriske felter. Kuglen, der er lavet af glas, indeholder en gas, typisk en ædelgas ved lavt tryk. I centrum af kuglen skabes højfrekvent strøm med lav strømstyrke og meget høj spænding, i nogle tilfælde mere end 100 kV.

A: Kunstige lyn Anbring en mønt på toppen af kuglen. Placér din finger på mønten, og observér, hvad der sker.

B: Elektrisk felt kvalitativt Tag fat omkring et lysstofrør i den ene ende, og hold det i god afstand fra plasmakuglen (en LED-pære kan også benyttes). Observér, hvad der sker med lysstofrøret, når det føres tættere på plasmakuglen.

Anbring nu røret (eller LED-pæren) helt tæt på plasmakuglen uden at røre den. Tag derefter fat midt på lysstofrøret. Observér og forklar.

C: Elektrisk felt kvantitativt med oscilloskop Hvis skolen har et oscilloskop og en elektromagnetisk probe, kan I undersøge det elektriske felt uden for kuglen.

Forbind proben til indgangen på oscilloskopet. Undersøg, hvordan signalet afhænger af afstanden til plasmakuglen. Hvilken sammenhæng er der mellem afstanden og E-feltstyrken?

D: Spektralanalyse af gassen i kuglen Med et spektrometer kan man undersøge spektret fra udladningerne (trådene af glødende ioniseret luft). Foretag en spektralanalyse (se BasisFysik B, eksperiment 19.3), og bestem den eller de gasser, der er inde i plasmakuglen.

Bemærk: Hvis man bringer plasmakuglen i en situation (fx som i forsøg A), hvor udladningen samles i én stråle, er der risiko for, at den overophedes. De elektriske udladninger kan give små ufarlige stød ved berøring af glaskuglen.

Kuglen udsender elektromagnetisk stråling med radiofrekvenser, så sørg for at holde god afstand til al elektronik, herunder laptops.