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Plasma Ball

Descrizione

La lampada al plasma (detta anche globo, cupola o più comunemente sfera al plasma) è un particolare dispositivo elettrico luminoso, che si diffuse commercialmente soprattutto intorno agli anni ottanta del XX secolo, essenzialmente per scopi scientifico-didattici o estetico-decorativi. Essa è costituita da un bulbo, di solito una sfera di sottile vetro trasparente (circa 25 cm di diametro), nel quale sono presenti dei gas inerti a bassa pressione (200-500 Pa), quindi un grande elettrodo ad alta tensione al suo centro. All'accensione del dispositivo, l'elevato campo elettrico, combinato alla bassa pressione dei gas inerti, riesce a far sprigionare dei suggestivi filamenti – o scariche luminose – discretamente lunghe, generalmente di colore viola-blu, costituiti principalmente da plasma, ovvero da gas ionizzato, i quali si andranno a scontrare sulla parete interna del vetro.

Cenni storici

Il primo dispositivo elettrico simile comparve per la prima volta intorno al 1890 grazie a Nikola Tesla, nel corso delle sue sperimentazione sulle correnti elettriche ad alta frequenza nei tubi a vuoto in vetro, finalizzate allo studio di fenomeni con alte tensioni elettriche, e che chiamò genericamente “tubi a scarica di gas inerte”. Nel brevetto USA 0514170 (“Luce Incandescente Elettrica”, 6 febbraio 1894), Tesla descriverà una lampada ad alta intensità di scarica, utilizzando il bulbo di vetro con l'elemento conduttivo sospeso ed eccitato ad alta tensione grazie alla bobina che porta il suo nome, e creando così l'emanazione a scarica elettrica diffusa. Egli ottenne il brevetto esclusivamente su una particolare forma di lampada la cui luce è emanata da un piccolo corpo o bottone di materiale refrattario, e supportato da un conduttore o ricevitore contenuto in un globo sottovuoto spinto.L'odierno dispositivo fu invece perfezionato soltanto nel 1970 dallo studente Bill Parker, presso il Massachusetts Institute of Technology degli Stati Uniti, quindi destinato principalmente a scopi didattici ed estetici, attraverso l'attuale moderno design che troviamo oggi in commercio presso i laboratori e/o negozi di giochi educativi e scientifici specializzati.

Come funziona

Le lampade decorative al plasma sono disponibili in diverse forme, ad esempio cilindriche o, molto più spesso, sferiche, di solito costituite da vetro sottile e trasparente, con un elettrodo a sua volta sferico al centro, il tutto posto su una stabile base di supporto isolata elettricamente dal suolo, di solito in semplice plastica. 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. La tipica colorazione di luce viola-blu è dovuta principalmente alla presenza di argon,un gas nobile che,durante il ritorno di atomi elettricamente neutri rilascia radiazioni e bagliori proprio su questa specifica frequenza elettromagnetica dello spettro di luce visibile,oltre che una piccola parte di radiazione ultravioletta. Verso l'esterno,le scariche elettriche si scontrano semplicemente sulla parete interna del vetro,essendo questa a potenziale elettrico nullo,oppure direttamente a massa/terra(sempre a potenziale elettrico nullo) se,ad esempio,si sfiora la sfera con altri oggetti collegati a massa,o,ad esempio,con le dita della mano. In questo ultimo caso,una buona parte dell'energia delle scariche elettriche si concentreranno sulla via puntiforme e più breve verso la massa a terra,ed attraverso,quindi,tutto il corpo;essendo l'intensità di corrente elettrica bassissima, questo non comporterà danni per la salute fisica. Se invece si rompe la sfera di vetro, il suggestivo effetto delle scariche viola-blu non si manifesterà più, in quanto la pressione e i gas saranno semplicemente quelli atmosferici, ed il campo elettrico riuscirà a generare soltanto una scarica elettrica visibile bianco-gialla, ma solo a pochissimi millimetri dall'elettrodo centrale. Al centro della sfera c’è un elettrodo, anch’esso sferico a cui è applicata una tensione di circa 10.000V tramite un circuito oscillante posto nella base dell’apparecchio. 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 millimetro d’aria alla pressione atmosferica occorrono 1000V (come nella macchina di wimshurst), 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’elettrodo 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 formerà un unico filamento di plasma visibilmente più potente.

Precauzioni

In prossimità della superficie sferica esterna del vetro, dopo qualche minuto di funzionamento si svilupperà una piccolissima percentuale di ozono, un gas relativamente nocivo per l'uomo. Occorre inoltre prestare attenzione ai dispositivi elettronici (cellulari, palmari, ecc.) che, venendo in contatto con la sfera, potrebbero essere danneggiati dalla stessa scarica elettrica, così come porre dei comuni e sottili oggetti metallici. È altresì importante, per chi possiede un pacemaker, non toccare il dispositivo, poiché potrebbe causare il danneggiamento dell'apparecchio medico.

Sitografia

Link Descrizione
Lampada al plasma Wikipedia
fisica/strumenti/plasmaball.txt · Ultima modifica: 2020/12/24 23:57 da federica.troni