等離子體發光球

等離子體在照明和廣告行業獲得廣泛應用的同時,在過去30多年間,有數位藝術家也在利用等離子體放電效應作為藝術表現的工具。等離子體藝術的創始人可追溯到特斯拉諧振變壓器(或稱特斯拉線圈)等技術的發明人尼古拉·特斯拉。特斯拉最初發明的是等離子體發光球,或稱等離子體求、閃電球或星云球等。等離子體發光球發出的光帶若隱若現而變化莫測,神秘氤氳而令人迷醉。有一種成功的商業等離子體發光球產品名為“風暴之眼”。

等離子體發光球

等離子體發光球的外部為一個真空玻璃球罩,內有一個中心電極。一般情況下,球內充有壓強為1~100torr的惰性氣體。中心電極通常由鋼綿制成,目的是為了在電場中形成一個局部高場強區域。發光球采用高頻高壓電源,商業化產品的電壓一般為數千伏,頻率從幾千赫茲到幾萬赫茲不等。高電壓擊穿空氣后,產生多條彩色光帶,而采用高頻設計,電流可在容性耦合作用下穿透玻璃并進入周圍空氣中。

為了形成所需光束,球內應保持高氣壓狀態。絲狀等離子體被加熱后,在浮力作用下,光帶隨機上升到球體邊緣。同時,溫度較高的邊緣區域具有較高的導電率,因此光帶能夠保持穩定,直至受到不穩定因素影響而解體。電荷聚集在電荷運行軌跡沒有到達的位置,直至該處也被電離。隨后,霧狀區域內的電荷載體隨即發生崩塌,成為一條離子軌跡。離子軌跡具有良好的導電性,是電流能夠流向電路接地端而釋放掉電荷。該區域發生放電后,離子軌跡隨之消失,或沿著某一方向遷移至其他區域,該區域隨后被充電。在發光球內部有足夠電流的情況下,離子軌跡將一直存在下去。

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