¿Piensa Que El Gas Xenón Es Aburrido? Vea Lo Que Sucede Cuando Se Emociona

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Un tubo de vidrio lleno de rayos provocó mucha atención después de que se publicara en reddit este mes. Aquí está la ciencia detrás del truco.

Emocionado gas de xenón en un tubo a partir de reactivos químicos

Un tubo de vidrio lleno de rayos provocó mucha atención después de que se publicara en Reddit este mes, pero ¿qué está causando que los rayos electrificados danzantes no parezcan una fuente? Resulta que el artilugio aparentemente de ciencia ficción es una demostración del efecto de los campos eléctricos y los mismos principios que hacen que las luces de neón se iluminen.

El video no lo muestra claramente, pero el soporte del tubo está parado cerca de una bobina de Tesla, que consiste esencialmente en dos circuitos abiertos conectados a una "brecha de chispa" o una brecha entre dos electrodos que crea una chispa. La bobina puede generar un campo eléctrico que puede tener miles de voltios pero muy poca corriente, lo que lo hace más seguro que, por ejemplo, tocar una toma de pared, que tiene mucha corriente pero poca tensión. Esto se debe a que una gran corriente eléctrica (la cantidad de energía que viaja en un flujo eléctrico) puede ser peligrosa incluso si el voltaje (la presión que empuja los electrones a lo largo de una corriente) es bajo. Pero una pequeña corriente es mucho menos peligrosa incluso bajo alto voltaje.

Carl Willis, un ingeniero nuclear en Nuevo México que construye proyectos de arte similares, le dijo a WordsSideKick.com en un correo electrónico que un tipo de bobina Tesla puede producir un campo eléctrico a su alrededor que cambia de dirección decenas o cientos de miles de veces por segundo. Si pones un tubo lleno de gas a baja presión cerca de él, el campo eléctrico excitará los átomos de gas, quitándoles electrones. ¿El resultado? Los iones cargados positivamente (esos átomos de gas despojados) y los electrones (que están cargados negativamente) se mueven hacia los lados opuestos del tubo. [Nikola Tesla contra Thomas Edison: ¿Quién fue el mejor inventor?]

Inicialmente, esto genera las chispas que vemos porque el proceso de ionización, a medida que el gas se despoja de sus electrones, produce luz. Por lo general, la luz no duraría mucho porque los iones y los electrones se juntarían en cada extremo del tubo, y eso sería todo. Pero cuando el campo eléctrico invierte la dirección, no tienen tiempo para establecerse en sus nuevas posiciones. En cambio, algunos de los electrones e iones se recombinan para formar átomos neutros, que se vuelven a ionizar a medida que el campo ahora invertido impulsa a las partículas cargadas a cambiar de dirección.

El gas dentro del tubo del usuario de Reddit parece ser xenón, y la presión dentro del tubo es del orden de una libra por pulgada cuadrada, anotó Willis. (El xenón es característicamente azulado).

¿Cómo se conecta esto a las luces de neón?

Si, en lugar de colocar el tubo en uno eléctrico, conecte dos electrodos, uno en cada extremo, el gas podría cargarse con una fuente de corriente común, como un enchufe de pared, en lugar de una bobina de Tesla. Esto es exactamente lo que sucede en los letreros de neón y las luces fluorescentes. (Estos últimos parecen blancos porque el interior de la bombilla está recubierto con un material que brilla de color blanco en presencia de luz UV, que es lo que se genera dentro de la bombilla). Emocionándolos y dando como resultado el lanzamiento de un fotón - luz. La longitud de onda característica de Neon es rojiza.

En las bombillas fluorescentes típicas, el gas de mercurio se mezcla con argón, criptón o xenón, según la marca. (Las luces de xenón son populares en los faros de los automóviles, por ejemplo). De esa manera, la corriente de los electrodos cumple la función que el campo eléctrico realiza para el tubo lleno de xenón en el video. De hecho, uno puede hacer que tanto las luces fluorescentes como las luces de neón se enciendan en presencia de un campo eléctrico, como lo demuestra la "Tabla EM" de Florian Dussopt Design Studio, que genera un pequeño campo electromagnético a su alrededor.

Uno podría hacer esto en casa: las bobinas de Tesla están ampliamente disponibles, y varios artistas venden tubos de descarga y configuraciones de campo eléctrico aquí.

Publicado originalmente en Ciencia viva.


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