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¿Qué hace que se encienda una bombilla fluorescente cuando está cerca de un globo de plasma? ¿Puede utilizarse este fenómeno para generar electricidad en un circuito?

Cuando se coloca una bombilla fluorescente cerca de un globo de plasma, a pesar de que no hay un circuito cerrado, una parte de la bombilla se encendería.

plasma globe

Probé a medir la tensión del aire a su alrededor con las sondas de un multímetro, y descubrí que cuanto menor es la distancia entre estas sondas, menor es la tensión que muestra la lectura. Y cuando una de las sondas está a gran distancia del globo, la lectura del multímetro aumenta a medida que la otra sonda se acerca al globo. La lectura puede aumentar hasta 300 voltios.

¿Qué implica esto? ¿Estoy realizando una medición errónea? ¿Acaso el globo de plasma ioniza el aire a su alrededor y los electrones del aire ionizado excitan el vapor de mercurio del foco y provocan la fluorescencia del fósforo?

¿Todos los plasmas (fríos y calientes) que se guardan en recipientes de vidrio son capaces de ionizar el aire que los rodea? En caso afirmativo, ¿es posible generar corriente eléctrica que fluya en un circuito a partir de este fenómeno? (Por este fenómeno Me refiero al fenómeno que hace que se encienda la bombilla. No hablo del plasma propiamente dicho en el que puede producirse la fusión nuclear).

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Terry Bollinger Puntos 11535

Son las ondas electromagnéticas de alta frecuencia procedentes del tubo de plasma las que actúan. Y sí, en principio se puede emitir energía con ellas, aunque sería muy derrochador. Sin embargo, nada menos que Nikola Tesla El presidente de la República de Corea, el Sr. G. K., a quien debemos el mérito de la mayor parte de nuestra infraestructura moderna de energía y equipos de radio (algunas historias tristes allí), fue capaz de convencer a los capitalistas de riesgo de su época para que hicieran un intento a gran escala y muy serio de lo que usted acaba de sugerir en el documento Torre Wardenclyffe . Desgraciadamente, nunca se terminó y fue derribado; sólo quedan los cimientos.

El efecto de una onda electromagnética sobre la materia depende en gran medida del grado de enlace de los electrones en una sustancia determinada. En el caso de los metales, los electrones de conducción ya están deslocalizados y responden fuertemente incluso a la más leve señal del componente eléctrico de una onda electromagnética, incluso a bajas frecuencias y amplitudes. Y eso es bueno, porque de lo contrario no existiría la disciplina de la radiodifusión y la recepción.

En el otro extremo se encuentran compuestos como el caucho y la mayoría de los plásticos, en los que la mayoría de los electrones están fuertemente ligados y no se pierden fácilmente. Las ondas de radio no tienen ningún efecto apreciable en ellos hasta que se alcanzan intensidades (por ejemplo, en los hornos microondas, e incluso entonces la mayoría de los plásticos son inmunes) en las que empiezan a calentar o destruir el propio material.

Los humanos y otras bolsas surtidas de fluidos iónicos son un caso impar. El agua salada es conductora, pero la mayor parte de la conducción tiene lugar a través de iones grandes y pesados, en lugar de electrones superligeros. Por tanto, las ondas de radio nos afectan, pero los iones se mueven tan poco en la mayoría de los casos que no hay una señal real por encima de las vibraciones térmicas de fondo. Sin embargo, a diferencia de los plásticos, este mecanismo nos hace muy susceptibles a los niveles de horno microondas de las ondas de radio, que son lo suficientemente potentes como para causar un fuerte calentamiento a través de esas vibraciones.

Los compuestos fluorescentes son otro caso curioso, pero de forma bastante diferente. Son sobre todo se parecen a los plásticos en que la mayoría de sus electrones están muy fuertemente ligados.

Sin embargo, en una analogía aproximada con los semiconductores, los compuestos fluorescentes tienen un subconjunto de electrones que están lo suficientemente sueltos como para salirse de ciertos centros de carga si se les provoca moderadamente para que lo hagan. Se necesita mucha más energía que la trivial cantidad necesaria para los metales, pero también mucha menos que las energías dañinas de un horno microondas. Una onda de la frecuencia adecuada puede empujar repetidamente a estos electrones, un poco como quien empuja un columpio, hasta que puedan abandonar por completo el centro de carga del que proceden.

Ahora bien, dado que estos materiales se parecen más a los plásticos que a los metales, esto supone un pequeño problema para los electrones, ya que no tienen un camino trivial "¡sólo hay que seguir el gradiente de carga!" de vuelta al centro de carga, como ocurriría en un metal. Así que pueden perderse un poco, durante tiempos que van desde microsegundos hasta minutos e incluso horas, manteniendo una energía sustancial como si fueran diminutos condensadores de un solo electrón en un amplio fondo ligeramente positivo con muchas barreras en su camino.

Sin embargo, al final encuentran el camino de vuelta a uno de los centros de carga y caen en él con un poco de estrépito, recombinándose con un átomo o molécula específicos y liberando en ese momento la suma de la energía que adquirieron durante su viaje de ida a través del material. Es un poco como llevar una bola de bolos por una pendiente gradual y luego encontrar al azar el borde de un acantilado para dejarla caer de nuevo al nivel original. Ninguna de sus pisadas individuales es lo bastante potente como para hacer caer la bola con tanta fuerza, pero acumuladas pueden añadir suficiente energía como para crear un gran estruendo si se liberan todas a la vez.

(Debo señalar aquí para completar que en otras formas de fluorescencia, como una camisa blanca que brilla bajo una luz negra, no se moleste con nada de este negocio de ascenso lento. Un fotón ultravioleta es más como un cañón que lanza la bala de cañón directamente hasta la cima del acantilado y más allá, donde luego vuelve a caer con cierta pérdida general de energía).

Así pues, lo que ocurre con las bombillas fluorescentes en las proximidades de la esfera de plasma es que las ondas electromagnéticas de alta frecuencia son lo suficientemente fuertes como para liberar algunos de los electrones semanales de los centros de carga y hacer que empiecen a vagar por los alrededores, en su mayoría aislantes, acumulando suficiente energía total como para emitir un fotón visible al hacerlo. Los pigmentos de las luces fluorescentes se eligen específicamente para permitir una recombinación bastante fácil, por ejemplo, en unos pocos milisegundos. Sin embargo, incluso esos materiales retienen un cierto porcentaje de electrones que se las arreglan para ser totalmente hostigados y no encuentran el camino de vuelta a los centros de carga positiva durante varios minutos. Es fácil de demostrar: Entra en un armario con un fluorescente y deja que tus ojos se acostumbren a la oscuridad. A continuación, cúbrase muy bien los ojos y encienda la luz, sólo durante uno o dos segundos. Apaga la luz y míralo. Verás que sigue brillando, desvaneciéndose rápidamente. Eso se debe a que los electrones errantes encuentran el camino de vuelta con una cierta vida media. El efecto puede durar algún tiempo, desvaneciéndose pero sin desaparecer del todo.

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kch Puntos 110

FLORESCENCIA EN ACCIÓN

Primero, un par de cosas sobre la fluorescencia: La fluorescencia es un fenómeno cuántico que funciona más o menos así. El átomo fluorescente absorbe fotones de alta energía, normalmente UV de una descarga, y un electrón hace una transición del estado $n_1$ (normalmente el estado básico) que tiene energía $E_1$ a un estado metaestable superior $n_3$ con energía $E_3$ . Inmediatamente debajo del estado $E_3$ hay un nivel $n_2$ con energía $E_2<E_3$ tal que $\Delta E=E_3-E_2$ corresponde a la luz visible. Así que el electrón hará una transición al estado $n_2$ que emiten luz visible. Es esta luz visible la que ilumina la habitación. La siguiente transición $n_2\rightarrow n_1$ puede seguir correspondiendo a la luz ultravioleta, o a la luz visible de energía (frecuencia) aún elevada. Así que tienes esta imagen de transiciones electrónicas:

Átomo( $E_1$ ) + fotón UV $\rightarrow$ Átomo( $E_3$ ) $\rightarrow$ Átomo( $E_2$ )+Vis-fotón $\rightarrow$ Átomo( $E_1$ ) + fotón UV

FOTONES DE ALTA FRECUENCIA DEL GLOBO DE PLASMA

Cuando los átomos "fluorescentes" de la bombilla absorben los fotones de energía adecuada procedentes del globo, que deben ser de alta frecuencia porque los estados metaestables se encuentran un poco más arriba del estado fundamental, los átomos de la sustancia fluorescente harán lo descrito anteriormente.

No se necesita corriente eléctrica para que las bombillas fluorescentes funcionen, ya que son iluminadas por los fotones de alta frecuencia frente al globo de plasma.

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