Physikspielzeug aus dem Bereich Elektrizität und Magnetismus
Faszinierende physikalische Phänomene wie das magnetische Schweben oder chaotische Pendel begegnen einem, wenn man sich mit Physikspielzeug zum Thema Elektriziät und Magnetismus befasst. Mit einer Vielzahl von magnetischem Spielzeug kann man diese unsichtbare Kraft untersuchen, mit Plasmalampen das Phänomen Plasma und mit Solarspielzeug alternative Energien erkunden.
Die Ursprünge der Plasmalampe gehen auf Nikola Tesla (1856 – 1943) zurück. Für seine Erfindung bekam er am 6. Februar 1894 das Patent erteilt. Die Patentschrift finden Sie hier als PDF zum Download. Die Plasmabälle, die es heute normalerweise zu kaufen gibt, hat jedoch der Amerikaner Bill Parker Anfang der 70er Jahre erfunden und später patentieren lassen.
Plasmalampen gibt es aber auch in Form von Zylindern (s. Video). Je nach verwendetem Edelgas variiert die Farbe der Plasmalampe.
Zum Aufbau: In der Mitte der Plasmalampe befindet sich eine Elektrode, umgeben von einem Glasbehälter mit einem reaktionsträgen Gas. In dem Glasbehälter herrscht Unterdruck. Als Gas zum Einsatz kommen zum Beispiel
- Helium – Leuchtfarbe gelb
- Xenon – Leuchtfarbe violett
- Argon – Leuchtfarbe blau
- Krypton – Leuchtfarbe gelbgrün
- Neon – Leuchtfarbe rot
An der Elektrode im Zentrum der Plasmalampe liegt eine hochfrequente Wechselspannung an, so dass Elektronen von der Elektrode emittiert und durch ein elektromagnetisches Wechselfeld in Richtung Glas beschleunigt werden. Dabei erhalten sie so viel Energie, dass sie das Gas im Innern der Plasmalampe ionisieren, d.h. Elektronen verlassen die Atome. Geschieht dies, kommt es zu einer Kettenreaktion, so dass Blitze in Richtung Glas erkennbar werden.
Hält man seine Finger an die Plasmalampe verändert man das elektromagnetische Feld, so dass die Blitze einen anderen Weg einschlagen. Weitere Informationen zum Thema Plasma sind hier und Experimente zu Plasma hier zu finden.
Insgesamt hat Bill Parker drei Patente zu Plasma Lampen eingereicht. Eher zufällig kam er dabei als Praktikant am Massachusetts Institute of Technology (MIT) bereits 1971 auf die Idee, ionisiertes Neon und Argon für solche Installationen zu verwenden. Drei Jahre später erst hatte er jedoch die Gelegenheit, seine Ideen in die Tat umzusetzen. Das Exploratorium, ein Science Center in San Francisco, hatte ihn als „Artist in Residence“ eingeladen vor Ort zu arbeiten. Parker erschuf in dieser Zeit zwei Plasma-Installationen mit dem Titel Quiet Lightning und AM Lightning.
Seit 1974 gibt das Exploratorium jährlich 4 bis 6 Künstlern die Gelegenheit, Werke für das Museum zu produzieren und dort auszustellen. Plasma Lampen findet man heute in zahlreichen Science Centern und Wissenschaftsmuseen rund um die Welt. Plasma-Installationen gibt es dabei auch als Scheiben.
Quellen:
The Artists-In-Residence Program at the Exploratorium (Download als pdf)
https://www.awexr.com/eu-2019/speaker/583-bill-parker
Patente von Bill Parker:
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