Forsøk og praktisk arbeid

Passer for

  • vg1

Plasmakule og lysstoffrør

Observer hva som skjer når et lysstoffrør berører ei plasmakule.

Plasmakule

  1. Studer en plasmakule. Hvorfor spriker de lysende ”trådene” som strømmer mot utsiden av kula?
  2. Trykk en finger mot glasset på plasmakula. Hva skjer?
  3. Forsøk å holde et lysstoffrør med den ene enden tett ved glasset på plasmakula. Hva skjer? Hva skjer om du holder midt på lysstoffrøret?

Faglig forklaring

Om plasmakula

Inne i glasskula er det gass under lavt trykk. Ved midten av kula frigjøres det elektroner, og siden det er elektrisk spenning mellom midten av kula og glasset rundt, går det en strøm gjennom gassen mellom glasskula og elektroden i midten. Når elektronene passerer gjennom gassen, blir gassmolekylene eksitert. De avgir eksitasjonsenergien igjen ved å sende ut lys med bølgelengder (spektrallinjer) som er karakteristiske for gassen.

Dette ligner på nordlysfenomenet: Nordlys oppstår også ved at ladde partikler fra sola passerer gjennom gass under lavt trykk (lufta i den øvre atmosfære) og eksiterer molekylene i lufta slik at de sender ut lys med karakteristiske bølgelengder.

 

Forklaring til spørsmålene:
  1. De lysende trådene spriker fordi elektronene er negativt ladd og frastøter hverandre – tenk på håret som står til alle kanter når du har ladet det opp ved å gni en ballong mot det!
  2. Når du trykker en finger mot plasmakula, vil flere tynne, lysende ”tråder” samle seg til én tykkere, som ender opp i fingertuppen din. Nå leder du elektrisk strøm fra glasset på plasmakula, gjennom huden din og ned til gulvet.
  3. Når du holder et lysstoffrør rett ved plasmakula, vil det begynne å lyse! Det sterke elektriske feltet rundt kula gjør at elektroner strømmer i lysstoffrøret, og det oppstår et lignende fenomen som i plasmakula og i nordlyset – gassen inni røret begynner å lyse. Dersom du holder midt på lysstoffrøret, vil bare halve røret lyse.

Plasmakule og lysstoffrør Plasmakule og lysstoffrør

Stoff kan eksistere i 4 ulike tilstander: Som fast stoff, væske, gass eller plasma. Plasmatilstander er uvanlige på jorda, men vi finner dem bl.a. i lyn, i nordlys – og i plasmakuler. I universet er plasmatilstanden den vanligste – det indre av stjerner består av plasma.
 
Plasma er gass som er ionisert, dvs. at noen eller alle elektronene er frigjort fra atomkjernene. Solas indre består av plasma. Her er temperaturen 15 millioner grader C, og tettheten er så stor at en 1-liters melkepapp med ”solstoff” ville veie 150 kg. I plasmaet i solas indre er det så varmt og tett at elektronene ikke er bundet til atomkjernene; løse kjerner flyter rundt i en ”suppe” av elektroner.

Aktuelle kompetansemål i læreplanen

Læreplan i naturfag

  • Etter Vg1 - studieforberedende utdanningsprogram
    • Stråling og radioaktivitet
      • forklare hvordan nordlys oppstår, og gi eksempler på hvordan Norge har vært og er et viktig land i forskningen på dette feltet
  • Etter Vg3 - påbygging til generell studiekompetanse
    • Stråling og radioaktivitet
      • forklare hvordan nordlys oppstår, og gi eksempler på hvordan Norge har vært og er et viktig land i forskningen på dette feltet

Materialer og utstyr

  • lysstoffrør
  • plasmakule

Tema