Plasmakúla

Plasmakúla (e. plasma globe) er glerkúla og í miðri glerkúlunni er rafskaut. Þegar kveikt er á kúlunni birtast nokkurskonar glóandi þræðir frá rafskautinu að glerkúlunni sem kallast ljósbogar, og þegar við snertum kúluna þá verða ljósbogarnir enn bjartari. Afhverju gerist þetta?

Glerkúlan inniheldur ýmis eðalgös, t.d. neon, argon, krypton og xenon. Eðalgös eiga það sameiginlegt að ysta rafeindahvel þeirra er fullskipað. Þegar spenna er sett á rafskautið í miðri kúlunni verður mikill spennumunur milli glerkúlunnar og rafskautsins, sem þýðir að það er rafsvið inní kúlunni. Við það jónast gasið í kúlunni. Það þýðir að rafeindir á ysta rafeindahvelinu losna frá atóminu. Jónað gas er kallað rafgas eða plasma, og þaðan dregur plasmakúlan nafn sitt. Það þarf mikla orku til að losa rafeindir af rafeindahvelinu sem þær eru á, þegar rafeind losnar frá einu rafeindahveli líður ekki langur tími þar til hún rekst á næsta atóm og festist þá á ysta rafeindahveli atómsins. Þegar rafeindin rekst á næsta atóm losnar því orkan sem það kostaði að losa rafeindina frá fyrsta atóminu í formi ljóss og hita.  Hiti er í raun hreyfiorka eindanna, gasið í plasmakúlunni er því á mikilli hreyfingu og þessvegna virðast ljósbogarnir sveiflast í kúlunni. Litur ljósboganna fer eftir gasinu, þar sem það er yfirleitt blanda af nokkrum eðalgösum í plasmakúlum þá verða ljósbogarnir oft í nokkrum litum.

Andrúmsloft er ekki góður leiðari, þ.e. loft leiðir rafstraum ekki vel. Þegar við snertum plasmakúluna með fingrunum myndum við tengingu frá kúlunni í jörð, sem er mun greiðari leið fyrir rafeindir heldur en í gegnum andrúmsloftið. Þessvegna myndast bjartari ljósbogar inní kúlunni þegar við snertum hana.