플라즈마 볼은 플라즈마 현상을 재밌게 나타낸 장치입니다. 플라즈마 상태라는 건 쉽게 이야기 하자면 물질이 매우큰 에너지를 가지고있는 상태라고 보시면 쉬우실 것 같네요! 예를들자면 고체에서 기체가 될때 그만큼에 에너지가 필요하죠? 마찬가지로 플라즈마라는 상태에 이르기 위해선 큰 에너지가 필요한 것이지요. 플라즈마에는 열적평형상태에 따라 2가지로 분류될수 있는데 고온플라즈마와 저온플라즈마로 설명할 수 있습니다. 플라즈마볼은 저온플라즈마에 해당하는데요 아까 말씀드린 플라즈마는 큰 에너지가 필요하다고 했죠?? 근데 어떻게 저온 플라즈마가 가능한 걸까요? 저온이면 온도가 낮으니까 그만큼 에너지가 적을텐데?! 전기를 가해줄때 진동수라는 개념을 알고 계신가요? 주파수(Hz) 라고도 하죠. 이러한 전기의 진동수는 전류를 흐르게 해주는 전자의 에너지와 비례합니다. 쉽게말해서 전기는 전자가 이동하는 것은 다들 배우시니 그런 전자가 수천번 빠르게 진동한다고 생각해보세요. 가만히있는것보다 빠르게 진동하는게 큰 에너지를 가지겠죠? 그렇기 때문에 큰 열을 가해주지 않아도 높은 진동수 만으로 전자는 큰 에너지를 가질 수 있습니다. 이렇듯 큰 주파수를 가진 전압을 가해주면 전자가 큰 에너지를 얻어 전극에서 튀어 나가게 됩니다. 이렇게 큰 에너지를 가진 전자는 주변 물질에 부딪혀서 그 물질이 가지고 있는 전자를 들뜨게 만들거나 튀어나오게 만들어버리죠. 어떤 차(물질) 에 사람이 타고있는데 뒤에서 빠른 차(큰 에너지를 가진 전자) 에 부딪혀서 그 차(물질) 에 타고있던 사람(물질이 가진 전자) 이 튀어 나온 것 으로 설명하면 이해할 수있겠죠? 이렇게 튀어나온 전자와 전자를 잃은 물질(이온) 은 전기적으로는 중성이지만 (결국 잠시 분리된 것이니까) 높은 에너지의 전자를 가진 반응성 좋은 '플라즈마'가 됩니다. 이 때 생성된 전자는 양극으로 이동하게 되고 양이온은 음극으로 이동하게 됩니다. 전자에 비해 비교적 거대한 양이온이 음극에 부딪히는 순간 거대한 양이온으로 인해 음극의 전자들이 순간 방출되게 됩니다. 순간적으로 많아진 전자는 다시 양극으로 이동하며 많은 물질들과 위와같은 충돌을 반복하게 되고 처음 작은 나비효과로 시작한 전자가 순식간에 부풀어 오를정도로 많아지게 되죠 이걸 쉽게 말해 '방전' 이라는 표현을 씁니다. 이러한 플라즈마 방전이 일어나는 기구가 플라즈마볼 인 것이지요. 우리가 손을 대면 영상의 플라즈마볼 중심부가 하나의 전극이고 우리의 손이 하나의 전극 역할을 하여 중심부에서 높은 진동수로 튀어나온 전자가 두 전극(우리 손과 플라즈마볼 중심) 사이에서 '플라즈마 방전' 이 발생하게 되고 그것이 우리눈에 관찰되는 것입니다. 왜 감전 안되냐고요? 전류가 아주 미세하기 때문이라 걱정 안하셔도 됩니다!! 플라즈마 볼이 깨졌을 때 방전을 볼수없는이유는 플라즈마 볼안에 '방전에 적절한 압력의 그리고 색을 발하는 적합한 종류의 기체' 가 들어있기 때문입니다. 기체의 종류에 따라 방전하는 색이 다르다는거 알고 있으신가요? 쉽게 말해서 네온사인이 있습니다 . 이러한 방전 현상을 이용하여 색을 나타내는 예시이지요. 이렇듯 플라즈마구체안에 있는 기체의 종류에 따라 다른 색을 나타낸답니다! 더 자세히 알아보고싶으신분은 '글로우방전 아크방전' 을 검색해보시면 더 좋은 자료 보실 수있을거에요. 참고로 플라즈마는 최근 의료용 기계나 수처리, 반도체 산업 등등 여러 분야에 발전 가능성을 가진 기술입니다! 관심 있으신 분들은 한번 검색 해보시는 것도 좋은 기회가 될듯 하네요~ 오염은 거의 없으면서 높은 에너지를 가질 수 있어 큰 장점을 가진 플라즈마 기술! 매력적으로 다가왔으면 좋겠습니다~~^^
기체 상태의 물질에 계속 열을 가하여 온도를 올려주면, 이온핵과 자유전자로 이루어진 입자들의 집합체가 만들어집니다. 물질의 세 가지 형태인 고체, 액체, 기체와 더불어 '제4의 물질상태'로 불리며, 이러한 상태의 물질을 플라스마라고 하는데 플라즈마 볼의 경우 유리구슬을 깨버리면 유리안의 특수기체가 공기중으로 사라져 더이상 번개가 나타나지 않게됩니다
고체-액체-기체-플라즈마라고 볼수있습니다. 기체의 온도가 약2000도쯤 올라가면 분자->원자로 되고요. 약3000도쯤되면 원자에서 전자가 떨어져나가 이혼화가 됩니다. 이런 상태의 가스를 플라즈마라고 합니다. 플라즈마=양이온+자유전자 보통 굉장히 높은열 또는 굉장히 강한전기장에 의해 발생됩니다. 대표적으로는 번개,태양등이 있습니다. 정말 쉽죠?
플라즈마 볼의 유리 안에 네온과 아르곤 가스들로 차 있는데 있는데 여기에 강한 전기자극을 주어서 이 것들이 플라즈마가되는 것인데 그 유리를 깨게되면 가스가 빠져나와 더 이상 플라즈마가 생기지 않 습니다. 그리고 마지막에 막대에 드라이버를 댓을때 플라즈마가 아닌 전기가 흐르는 겁니다.
유리 근처에 피부를 가져다 대면 그 부근의 고주파 전자기장이 무너지게 되며, 따라서 번개가 주심에서 접촉한 곳으로 올라오게 됩니다. 유리를 깻을떄 번개가 안치는 것은 저 유리 밖에 공기는 전기가 잘 통하지 않아서 빛을 내지 않는것입니다. 근데 다른 유리를 씌워도 전기가 안통한 것은 원레 안에 들어 있는 유리에 도채 가스를 넣었을 겁니다. 혹시라도 도체를 몰르시는 분이 계실까봐 적습니다. 도체는 전기가 통하는 물체입니다. 또한 우리 피부는 전기가 통합니다. 손톱에도 미세하게 통하기에 미세하게 반응합니다.
플라스마 구 (영어: plasma globe)는 1980년대 인기가 있었던 장식품이다. 1904년 니콜라 테슬라가 플라스마를 연구하기 위해 발명했으며, 후에 샌프란시스코의 과학박물관인 익스플로러토리엄의 빌 파커가 다시 사용하여 유명해졌다. 테슬라는 이 발명품을 "비활성 기체 방전 튜브"로 불렀다. 플라스마 공, 플라스마 볼 등으로 불리지만 구형의 튜브만 있는 것은 아니다. 다양한 변종이 있지만, 플라스마 램프는 주로 투명한 유리공에 희박하게 비활성 기체를 채워놓아 속의 압력을 낮게 유지하고, 중심에는 고주파, 고압의 교류 전압을 걸어 놓는다. 바깥을 감싸는 유리공의 중심부에 전극 역할을 하는 훨씬 작은 공이 있다. 꿈틀거리는 번개는 중심의 전극에서 바깥쪽으로 뻗어 나오게 된다. 유리 근처에 손을 가져다 대면 그 부근의 고주파 전자기장이 무너지게 되며, 따라서 번개가 주심에서 접촉한 곳으로 올라오게 된다. 유리는 고주파 전류에 대해서는 전류의 흐름을 막지 못하기 때문에 유리공 주변에 전기를 통하는 물질이 가까이 오게 되면 전류가 발생하게 된다. 다시 말하자면 유리는 축전지안에 들어있는 유전체의 역할만 할 뿐이고, 축전지는 고주파 전류를 통과시킨다. 컴퓨터 마우스 같은 전자기기를 램프 가까이 대지 않도록 주의해야 한다. 유리가 뜨거워 질 수 있을 뿐 아니라, 고전압은 기기 바깥을 싸고 있는 절연체를 통과하여 기기에 정전기를 일으켜 손상을 입힐 수 있다. 램프가 만들어 내는 라디오 대역의 장은 노트북에 쓰이는 트랙 패드나, iPod 등등의 기기와 간섭할 수 있다. 몇 분 이상 계속 켜 놓으면 공 주변에 오존이 쌓일 수 있다.
제 생각에는 플라즈마는 플라즈마 생산 량에 따라 밝기가 보이는 것 같고 플라즈마 생산량이 적으면 밝기가 적게 보이고 밝게 보일려면 틈 도 없는 유리공간에 있어야 하고 그 공간이 좁아야 밝기가 정해지는 것 같고 플라즈마가 생산량이 적고 공간이 넗으면 플라즈마는 사방에 퍼져 눈에 안보이고 플라즈마 생산량이 높으면 넗은 방에서도 플라즈마가 보일것 같습니다. 이건 제 생각 입니다.
