Plasma entsteht, indem man einem Gas so viel Energie zuführt, dass eine kritische Anzahl von Elektronen die Atomhüllen verlässt. Das Ergebnis sind positiv geladene Ionen umgeben von freien Elektronen. Ein solches ionisiertes Gas ist elektrisch leitfähig. Plasma wird häufig als der vierte Aggregatzustand bezeichnet, da die so zerlegte Materie eine Vielzahl neuer Eigenschaften besitzt. Tatsächlich ist Plasma sogar viel häufiger anzutreffen als fest, flüssig und gasförmig. Der Grund: Sterne bestehen überwiegend aus Plasma und damit fast die gesamte Materie im Universum.
Das Leuchten entsteht, wenn die freien Elektronen von den Ionen eingefangen werden und dabei die zuvor aufgenommene Energie in Form von Licht wieder abgeben. Je nachdem um welches Gas es sich handelt, variiert die Farbe. In dem Experiment mit der Gurke ist es beispielsweise das Natrium aus dem Salz, das die Gewürzgurke gelb aufleuchten lässt.
Es gibt verschiedene Wege Gas soviel Energie zuzuführen, dass es ionisiert. Einer besteht zum Beispiel darin, es extrem zu erhitzen, ein anderer darin Hochspannung anzulegen. Aus praktischen Gründen wird üblicherweise eine hochfrequentes Wechselspannung verwendet, so zum Beispiel auch in Plasma Lampen.
Auch Blitze entstehen übrigens durch die Bildung von Plasma, verursacht durch einen Potentialunterschied zwischen Erde und Wolken von mehreren 10 Millionen Volt, und die Sonne ist nichts anderes als ein gigantischer Plasmaball.
In Plasmabildschirmen verwendet man verschiedenfarbig leuchtende Gase, um Fernsehbilder zu erzeugen. Der Bildschirm besteht aus einer Vielzahl kleinster Kammern. Sie enthalten verschiedene Gase, die bei Anregung entweder rot, grün oder blau leuchtent. Drei dieser Farbkammern ergeben jeweils eine Bildpunkt, der durch Überlagerung der drei Grundfarben jede beliebige Farbe annehmen kann. Die Gase werden ionisiert, indem man sie für bestimmte Zeitabstände zündet.
Nicht viel anders funktionieren übrigens Neonröhren. Sie benötigen zum Zünden eine hohe Spannung. Danach sinkt der elektrische Widerstand des Gases etwas, so dass der Strom auch bei einer geringeren Spannung aufrecht erhalten bleibt. Es herrscht dann ein Gleichgewicht zwischen Elektronen, die von Atomen durch Stoßionisaton emittiert und dann wieder eingefangen werden. In solchen Leuchtröhren wird neben Neon auch Helium und andere Edelgase eingesetzt. In Leuchtröhren und Plasmalampen liegt ein kaltes Plasma vor, weil die Dichte sehr gering ist.
