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#schongewusst: So funktioniert die Plasmakugel

Veränderte Situationen rufen nach neuen Ideen. Wie Sie wissen, lieben wir persönliche Begegnungen und das Erlebnis mit allen Sinnen. Aktuell ist das gerade nicht möglich. Deshalb soll niemand auf unsere Angebote ganz verzichten müssen. Wir werden Sie während der vorübergehenden Schließzeit mit abwechslungsreichen Science-Snacks auf unseren sozialen Kanälen und unserer Website versorgen! Ab sofort gibt es hier jeden Montag die Rubrik #schongewusst, in der wissenschaftliche Phänomene anhand eines Exponats vorgestellt werden. Los geht es mit der Plasmakugel.

Fast magisch wirkt es, wenn die bläulichen Blitze den langsamen Handbewegungen auf der Glasoberfläche folgen. Doch was zunächst wie Zauberei daherkommt, ist pure Wissenschaft. Die Plasmakugel im Bereich „Natur“ ist ein Exponat, an dem unsere Gäste Phänomene rund um Elektrizität beobachten und auch am eigenen Körper erfahren können. Doch was genau zeigt uns die von Nikola Tesla 1892 erfundene Plasmakugel, die er selbst „Edelgasentladungsröhre“ nannte?

Die kleine Kugel im Zentrum der Plasmakugel dient als Elektrode, an ihr liegt eine hochfrequente Wechselspannung von je 20.000 Volt und Hertz an. Die Luft innerhalb der Plasmakugel wurde nahezu komplett evakuiert. Stattdessen ist sie mit einem Edelgasgemisch gefüllt, das auch für die Farben der Blitze verantwortlich ist. Neon mit einem Anteil von 80 – 90 % erzeugt das helle Leuchten, Xenon (ca. 10 %) verursacht die blaue Farbe. Ein wenig Argon ist für die „künstlerische Note“ notwendig. Sauerstoff und Stickstoff in geringsten Mengen beeinflussen die Formen der Blitze.

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Ausgehend von der Elektrode bilden sich Blitze, meist beginnen sie im unteren Bereich der Kugel und wandern durch die entstehende Wärme nach oben und verzweigen sich. Durch Handauflegen auf die Oberfläche der Plasmakugel können die Blitze gelenkt werden. Denn durch die Berührung wird das elektrische Feld geändert und die Entladungen werden auf den Kontaktpunkt der Hand konzentriert.

Aber Vorsicht: Berührt eine Person mit einer Hand die Glaskugel und mit dem ausgestreckten Finger der anderen Hand eine weitere Person, bekommt diese einen „gewischt“. Der Grund: An elektrisch leitenden Spitzen – wie dem ausgestreckten Finger – ist das elektrische Feld besonders stark. Dieses Phänomen wird zum Beispiel auch bei Blitzableitern genutzt: Blitze entladen sich bevorzugt an der Spitze des Blitzableiters – man nennt dies auch eine Spitzenentladung.

Dass das elektrische Feld auch außerhalb der Plasmakugel wirkt, zeigt sich beim Einsatz einer Leuchtstoffröhre. Denn man kann sie bzw. das Gas in ihrem Inneren ohne Stromkabel zum Leuchten bringen, nur indem man sie in die Nähe der Plasmakugel hält.