— Электрический разряд — ток в изоляторе, вызванный сильным высоки напряжением.
— Электрическая дуга — непрерывный электрический разряд при нормальных условиях.
— Флуоресценция — явления света, излучаемого возбужденным (главным образом лёгким) атомом или молекулой.
Для проведения плазменного эксперимента понадобятся:
1) Система плазменной акустики с электродами для источника плазмы.
2) Регулируемый источник питания, обеспечивающий питание вышеуказанной системы (трансформатор с соответствующими параметрами — около 20В/5А).
3) Источник электрического звукового сигнала (например, мобильный телефон, МР3-плеер или выход для наушников с компьютера).
4) Свеча, магнит, спираль энергосберегающейлюминесцентнойлампы, лестница Иакова из проводов.
Далее выходной сигнал интегральной микросхемы подается на выход силового полевого МОП — транзистора управления, который преобразует его в соответствующие параметры высоковольтного импульса тока, протекающего через первичную обмотку трансформатора. В результате повышения и на выходе умножителя формируется гораздо более высокое напряжение, что вызывает ионизацию диэлектрика, который является воздухом с проходящим через него током, что приводит к устойчивой электрической дуге, то есть плазме.
Плазменный динамик.
После подключения источника электрического звукового сигнала (к смартфону) и правильного регулирования настроек акустической системы, чтобы получить стабильное пламя и хорошее качество звука, можно включить мелодию. Выбранная песня слышна непосредственно из электрической дуги! Разнообразные звуки играют в плазме между электродами!
Конечно, это не громкий динамик большой мощности, потому что музыка, выходящая из пламени, имеет громкость сравнимую с той, что воспроизводится со слабенького мобильного телефона. Кроме того, играемая музыка не имеет басов, ей не хватает низких частот. Это связано с тем, что мембрана в данном случае представляет собой небольшое плазменное пламя и не способна воспроизводить звуки, требующие больших движений диафрагмы (перемещение большого количества воздуха). Плазменный громкоговоритель воспроизводит прекрасно высокие тона, потому что он характеризуется низкой инерцией мембраны: пламя легко передает быстрые вибрации в воздух.
Плазма производит звук, благодаря своей модуляции. Генератор шим, в зависимости от входного электрического аудиосигнала, сокращает или удлиняет параметры выходного сигнала на постоянный частоте и, следовательно, называет концентрацию или истончение плазмы, что приводит к уплотнению и разбавлению воздуха. Таким образом, создается акустическая волна, которая по определению представляет собой структуру плотности и давления в упругой среде (воздухе). Эта волна, достигая наших ушей и позволяет слышать музыку, воспроизводимую с телефона.
Плазма и огонь.
Продолжая опыты, не отключая мобильный телефон или не меняя параметры электрической дуги, поместим свечу в плазму. Она быстро загорается и сгорает. Остается лишь короткая электрическая дуга, которая подает напряжение от электродов к пламени. Пламя свечи кажется ярче. Музыка продолжает воспроизводиться, на этот раз главным образом через пламя свечи.
Мгновенное зажигание фитиля свечки происходит потому, что плазма имеет очень высокую температуру — порядка несколько тысяч градусов Цельсия. Осветление пламени вызвано дополнительным нагревом атомов углерода за счет очень высокой температуры плазмы. Из этого можно сделать вывод, что нормальное пламя горения имеет свойства подобные плазме, и то, что оно проводит электричество. Оно также может быть модулировано, что позволяет воспроизводить звук.
Огонь имеет много общих черт с плазмой и подвержен тем же явлениям, однако, мы не может окончательно рассматривать его как плазму, потому что он слишком холодный. (это спорный вопрос — разные физики занимают различные позиции).
Взаимодействие плазмы с магнитом.
Чтобы изучить другое свойство плазмы, нужна стабильная электрическая дуга: для этого выключаем стабильный звуковой сигнал из генератора. Затем, прихватив ферритовый магнит плоскогубцами, медленно приближаем его к пламени плазмы и наблюдаем реакцию плазмы на наличие магнитного поля различной полярности. Каждый раз, независимо от полюса, который приближаем к электрической дуге, оно пригибается к магниту, чтобы быть как можно ближе к магнитному полю. Это говорит о том, что плазма состоит из частиц, восприимчивым к магнитным взаимодействиям, и в тоже время проводящим электричество. Из этого можно сделать вывод, что плазма представляет собой облако, состоящее из электронов и ионов. Эти заряды, генерирующие собственное электромагнитное поле, притягиваются магнитным полем и изгибают пламя вдоль линии его поля.