set 05

sfera-plasma

La Lampada al plasma (detto anche globo, cupola o più comunemente sfera al plasma) è un oggetto decorativo che è stato molto popolare negli anni ottanta ma che ancora oggi riesce ad affascinare, perchè? Basta quardare l’immagine d’apertura! una sferetta centrale da cui partono un gran numero di scariche elettriche che si muovono sinuosamente verso l’esterno, toccando la superficie del vetro le scariche si assemblano in un unico fulmine che parte dalla sfera centrale fino alla zona del vetro sotto al nostro dito. Tutto ciò è estremamente affascinante e scommetto che tutti almeno una volta si siano fermati in un negozio a guardare la danza del plasma sottovetro… pochi però si domandano come funziona… sono qui per questo.


Cos’è il plasma

Partiamo inanzitutto chiarendo cosa è il plasma, in chimica e fisica il plasma è un gas ionizzato costituito da un insieme di elettroni e ioni e globalmente neutro (la cui carica elettrica totale è cioè nulla). Essendo però costituito da particelle cariche, i moti complessivi delle particelle del plasma sono in gran parte dovuti alle forze a lungo raggio che si vengono continuamente a creare, e che tendono a mantenere il plasma neutro; questo fatto stabilisce una differenza importante rispetto ai gas ordinari, nei quali i moti delle particelle sono dovuti a forze che si estendono al massimo per qualche primo vicino. In quanto tale, il plasma è considerato come il quarto stato della materia, che si distingue quindi dal solido, il liquido e il gas. “Ionizzato” in questo caso significa che una frazione significativamente grande di elettroni è stata strappata dagli atomi.

Come funziona la sfera

Nella boccia di vetro è presente una miscela di vari gas estremamente rarefatti tra cui mercurio (il più comune), elio, neon, argon, kripton e xenon che in diverse quantità determinano il colore dei filamenti luminosi.

Al centro della sfera c’è un elettrodo, anch’esso sferico a cui è applicata una tensione di circa 10.000V (10kV per farla breve) tramite un circuito oscillante posto nella base dell’apparecchio che genera tale tensione ad una frequenza di circa 35kHz (35000 Herz) immensamente superiore rispetto a quella a cui siamo abituati (50Hz).

Dato che all’interno del vetro la pressione è molto inferiore a quella esterna, l’elettricità non trova molta resistenza ad ostacolare la sua corsa di conseguenza si formano questi filamenti di plasma che si estendono dall’elettrodo fino al vetro, per darvi un idea considerate che per “rompere” ogni milimetro d’aria alla pressione atmosferica occorrono 1000V, pressioni più basse permettono scariche più lunghe con minor potenza.

Il passaggio di corrente avviene tra l’elettrodo e il vetro perchè essi hanno potenziali elettrici diversi, infatti mentre l’eletrodo è a 10kV il vetro rimane neutro, quando tocchiamo la sfera creiamo di fatto un potenziale minore rispetto al vetro in quanto con il nostro corpo costituiamo una via verso la terra che ha potenziale bassissimo per questo si fomerà un unico filamento di plasma visibilmente più potente.

Per finire… chi potrebbe aver inventato una cosa del genere!? Nikola Tesla!

!ATTENZIONE! Se un oggetto metallico viene in contatto con la superficie della sfera viene caricato elettricamente, pertanto si può prendere una forte scossa anche solo sfiorando il metallo. È inoltre opportuno prestare attenzione ai dispositivi elettronici (cellulari, palmari, ecc.) che, venendo in contatto con la sfera, potrebbero essere danneggiati da una scarica elettrica. È molto importante, poi, per chi possiede un pacemaker, non toccare assolutamente il dispositivo, poiché potrebbe causare lo spegnimento dell’apparecchio medico.

15 Risposte a “Come funziona una sfera al plasma”

  1. Simone Says:

    Complimenti: ottima e semplice spiegazione.

  2. cristain_bulgarelli Says:

    ciao,
    ho letto la tua spiegazione. Io vorrei poter modulare le frequenze della scarica elettrica all’interno della sfera. Tu sai che circuito elettronico è presente?
    grazie

  3. sonia Says:

    se io volessi inserire la sfera all’ interno di un vetro camera come si comporterebbe lo stesso vetro? secondo me cambierebbe colore a seconda dell’ impulso (caricato negativamente ) che noi gli diamo, quindi come posso fare una prova per poter fare questo esperimento? esiste gia’ in commercio un vetro camera con il plasma inserito e a chi mi devo rivolgere?

  4. Marghe Says:

    Ciao,potrei sapere come si costruisce una lampada plasma?
    Grazie in anticipo

  5. marco Says:

    complimenti per la spiegazione, avendo anch’io tale sfera ora so anche come funziona.

  6. GRILLO Says:

    Salve a tutti, ho casualmente avvicinato un contatore geiger alla sfera al plasma ed è letteralmente impazzito!!!! la sfera quando è accesa emana radiazioni incredibili!!! penso sia molto pericolosa per la salute. mi date una spiegazione??? sono molto preoccupato!!

  7. michelle Says:

    è bellissimo all’ universita lo sto studiando ed chi lo ha scrittoha fatto molto bene ed è scritto in modo chiaro e conciso mi congratulo cordiali saluti michelle

  8. Federico Says:

    @ GRILLO: per il contatore geiger potrebbero essere sia raggi X (mostruosamente cancerogeni) o i semplici ioni che produce la sfera (infatti i contatori geiger funzionano con una camera di ionizzazione). Prova ad avvolgere lo strumento con carta di alluminio collegata a terra. Se fa ancora casino sono raggi x e c’è da preoccuparsi seriamente. Tra l’altro una sfera al plasma ha una configurazione molto simile ad un tubo radiogeno e qualcosa probabilmente lo produce (sto costruendo un generatore di raggi x proprio in questi giorni). C’è chi ha queste lampade accese giorno e notte sul comodino o sulla scrivania, se sono radiazioni è terribile. E’ importante scoprire se emettono davvero raggi x, può cambiarti la vita (non è facile sconfiggere un cancro e spesso è impossibile). Quanti cpm segnala il contatore?

  9. Arianna Says:

    Ciao io ho 13 anni quindi queste sfere al giorno d’oggi sono un po’ rare pero’ ne ho vista una ad un mercatino dell’usato vicino casa mia e mi chiedevo se, come si vede nei film,qualcuno la tocca gli si alzano i capelli. E’ vero? Si puo’ toccare senza prendere la scossa?grazie in anticipo!

  10. irene Says:

    qualcuno sa come si ripara ? lo appena comprata e quando ho attaccato la spina si è sentito un forte odore di bruciato tipo corto circuito…

  11. irene Says:

    è possibile che con il trasporto si sia danneggiata? che sfiga maledetta sempre a me capitano….

  12. ima Says:

    Se la differenza di potenziale e’ dell’ordine della decina di KeV, puoi arrivare a produrre dei raggi X (raggi X a bassa energia), e’ vero, quando ricombini gli elettroni che generano la cascata (la luce per capirsi). Data la bassa densita’ del gas nella boccia di vetro, questi escono dalla palla, ma il cammino libero medio in aria di questi X e’ piuttosto breve. Il che vuol dire che vengono rapidamente riassorbiti dagli urti che fanno con gli atomi e in particolare con le molecole di aria. Poi ricordate che se avete una scarica (il fulmine di plasma che si vede nella palla) vuol dire che c’e’ una cascata di elettroni che si muovono. E gli elettroni vengono rivelati e come da un contatore geiger! E’ fatto a posta! E non mi meraviglierei se rivelasse una valanga di eventi!! Ma gli elettroni con energie dell’ordine di 10 KeV sono a bassa energia e non fanno nulla… Non mi spaventeri troppo, ti becchi la solita radiazione di uno che guarda tanta (troppa) televisione (se c’ha anora le tv a tubo catodico). Se pero’ la notte cominci a illuminarti…beh, allora preoccupati e facci un pensierino!!!!

  13. Tony rais Says:

    questo fatto che il contatore geiger segnala forte radioattività non mi piace per niente!!! ho provato anch’io, però sembrano essere solo raggi alfa, visto che basta inserire un foglio di carta semplice tra il contatore e la sfera per neutralizzare i raggi. però non mi piace lo stessooo!!!

  14. Paola Says:

    salve, sono completamente ignorante in materia ma molto curiosa quindi avrei alcune domande:
    1- se ho capito bene la corrente passa davvero attraverso il corpo di chi tocca la sfera ma non sentiamo dolore perchè è basso il … voltaggio (?) quindi non è pericoloso salvo per i portatori di peacemaker.
    2- se tocco la sfera con una bacchetta metallica (con impugnatura in legno?) allora la bacchetta si carica (negativamente? di corrente statica?) ma se la tocco con il dito mi faccio molto male
    3- genera anche campo magnetico?
    vi ringrazio in anticipo per la risposta

  15. rebecca Says:

    Bravo veramente bravo una bella spiegazione!!! :) :)

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