Lámpara de plasma

Otro nuevo experimento realizado en laboratorio de Física de 2º de bachillerato dentro del tema de campo eléctrico. Esta vez hemos trabajado con una lámpara de plasma. La lámpara o bola de plasma es una esfera de cristal en cuyo interior se sitúan una mezcla de gases (xenón, kriptón y/o neón) a baja presión sobre el que se aplica una corriente alterna y de alto voltaje o diferencia de potencial (aproximadamente 35kHz y 2-5kV), generada por un transformador de alta tensión. Se distingue también una pequeña esfera en su centro que funciona como electrodo.

Alcanzó su popularidad en los años 1980. Fue inventada por Nikola Tesla tras su experimentación con corrientes de alta frecuencia en un tubo de cristal vacío con el propósito de investigar el fenómeno del alto voltaje.

Al conectarla a corriente, podemos observar una serie de rayos centelleantes (cuyo color va a depender de la mezcla de gases que se encuentra en el interior de la esfera). La causa de estos rayos centelleantes es la ionización de los gases encerrados. En el interior del cristal, se encuentran electrones acelerados por la acción del campo eléctrico creado por el electrodo y la diferencia de potencial que, al chocar contra los gases nobles, les arrancan electrones. Los rayos se producen cuando los gases recuperan sus electrones perdidos y esa energía se muestra mediante los rayos centelleantes, dando lugar a la luminiscencia (fenómeno por el cual los átomos excitados de una substancia, que decaen sucesivamente con distintas radiaciones electromagnéticas, emiten luz visible) (por eso el color de los rayos depende de la muestra de gases, pues en función del gas usado la energía desprendida corresponderá a un color u otro en el espectro). Los rayos muestran la trayectoria seguida por los electrones

Similar es el efecto al acercarle un tubo fluorescente. Dado que el cristal permite el paso de la corriente eléctrica, el gas del interior del tubo (fósforos, mercurio y gas inerte, neón o argón) comienza a ionizarse y al recuperar sus electrones, estos emiten energía en forma de luz, de manera que el tubo se ilumina.

Al tocar con un dedo en la esfera de vidrio, aumentamos la diferencia de potencial entre el centro y el vidrio (los seres humanos somos buenos conductores de la electricidad), consiguiendo así que los electrones se aceleren más y se cree una corriente más intensa en la región entre el electrodo central y el punto tocado por el dedo. De igual forma sucederá si colocamos uno o varios dedos sobre la superficie, sólo que esta vez serán más de una las corrientes creadas.