赤い光がうごめく不思議なライト・プラズマボールのしくみ

闇夜に怪しい光を放つ球体。これはプラズマボール、サンダーボール、プラズマライトなどと呼ばれています。赤い光が球体の中をうごめいています。稲妻が揺れる様はまるで生き物のよう。
プラズマボール

真夜中の癒し系アイテム

球の大きさは直径8センチほど。高さは全体で16センチぐらい。私はUSBケーブルで繋ぐタイプのものを持っていて、キーボードの隣に置いています。仕事の合間にこの不思議な放電をぼんやり眺めて息抜きをしていますよ。

プラズマボールの動きを動画でどうぞ


暗くて少し分かりづらいのですが、実際はもっと明るく感じます。指で触ると、球に接触した部分に光が集まってきます。小さな稲光が手に吸い寄せられているようで、なんとも摩訶不思議。これ一つあるだけで、マッドサイエンティストの実験室のような雰囲気になります。

子どもの頃からのあこがれアイテム

プラズマボール
子どもの時科学館で、いいなあ、欲しいなあと見つめていたアイテム。かなり高いのかなと思っていたら、最近は1000円ほどで買えるんですね。子どもにとっては高いんですが、大人の私にとってはなんてことはありません。良い時代になりました。

相互作用をする荷電粒子の集合?

プラズマボール

さて、プラズマボールのプラズマとは何か。小学館の大百科全書で調べてみたところ、3ページもの分量を割いて説明していて非常に難解。冒頭に

物理学においては相互作用をする荷電粒子の集合と理解される。

小学館の大百科全書

と書いてありますが、1ミリも理解できません。こんなことを研究している早稲田の大槻義彦教授はスゴイなあ。でも頑張ってプラズマについて書かれた関連書籍やサイトを読んでみました。

プラズマとは何か

プラズマボール

Photo credit: Wysz via Visual Hunt / CC BY-NC

物質は温度の上昇によって、固体→液体→気体と変化します。さらに温度を上昇させると、分子が原子に分解され、さらに原子の周りにある電子が離れて、原子核と電子に分かれます。

この自由に動き回るようになった荷電粒子がプラズマ。固体、液体、気体に加え、「物質の第4の状態」と呼ばれています。

プラズマボールは熱いの?

プラズマボール

ではプラズマボールはものすごく温度が高いのでしょうか?

プラズマは粒子のエネルギーが高い場合に発生するため、加熱すると粒子が激しく運動しやすくなります。しかし粒子が激しく振動していても粒子の密度が低かったり数が少ない場合は温度が低いのです。

プラズマボールはボールの中には薄いガス(キセノン、アルゴン)を入れ電圧をかけてあるので、中がプラズマ状態になっています。だからそれほど熱くはなく、安全性に問題はありません。

注意! 絶対にやらないでください


けれども使い方によっては非常に危険です! コイン、紙、クリップを使ったアブナイ遊びもできてしまいますが、絶対にこんなことをしないでくださいね。

蛍光灯・ガスの炎・プラズマテレビ

プラズマボール

Photo credit: jdlasica via VisualHunt / CC BY-NC

プラズマは電子が自由に動き回れる状態なので、電気を通しやすくなっています。プラズマボールの中を電流が通るとき、プラズマは激しく運動し、原子や分子に衝突します。この時発生したエネルギーで発光するため、放電現象が起きます。

この発光現象を利用したものが、蛍光灯やテレビのプラズマディスプレイ。プラズマって結構身近にあるんですね。

自作もできるようだけど……

プラズマボールを自作している方もいらっしゃいますが、知識と技術力のない人は市販品を買うにとどめておいた方がよいようです。本当に危ないことはしないでくださいね。(参考:「プラズマボールの制作(CUP’s Laboratory)」

直径8センチのオーロラ

プラズマボール
実は宇宙の物質の99.9% 以上がプラズマなんですって。太陽もプラズマ、オーロラもプラズマ、稲妻やセントエルモの火もプラズマ。

プラズマボールは壮大なオーロラが直径8センチの球体に閉じこめられているようで、なんだか箱庭の宇宙を手にしているみたい。ロマンチックで不思議なオブジェですね。

蒸気夫人

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※情報修正2017年02月

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