Die Ursprünge der Plasmalampe gehen auf Nikola Tesla (1856 – 1943) zurück. Er forschte um 1890 intensiv zu den Themen hochfrequente Wechselströme und Hochspannung. Nikola Tesla selbst nannte seine Erfindung Edelgas-Entladungsröhre (“Inert Gas Discharge Tube”).
Die Plasmabälle, die es heute normalerweise zu kaufen gibt, hat jedoch der Amerikaner Bill Parker Anfang der 70er-Jahre erfunden und später patentieren lassen. Sie waren in den 80er-Jahren ein beliebtes Science Gadget und sind bis heute in allen erdenklichen Formen und Farben auf dem Markt zu finden. Eine Auswahl finden Sie zum Beispiel hier.
Plasmalampen gibt es aber auch in Form von Zylindern oder Säulen (s. Video unten) und sie können einen Durchmesser von über einem Meter haben. Eine solche riesige Plasmakugel kann man etwa im Science Center Technorama in Winterthur bestaunen. Je nach verwendetem Gas im Innern des Glasbehälters variiert die Farbe einer Plasmalampe.
Wie funktioniert ein Plasmaball?
Alles fing in den 1970er-Jahren mit einem leuchtenden Plasmaball im Exploratorium, einem Science Center in San Francisco, USA an. Noch heute funktionieren Plasmalampen nach demselben Prinzip. In der Mitte der Plasmakugel befindet sich eine Elektrode, umgeben von einem Glasbehälter mit einem reaktionsträgen Gas. Von der Art des Gases hängt die Leuchtfarbe der Plasmalampe ab. Als Gas kommen zum Beispiel zum Einsatz:
Helium – Leuchtfarbe gelb-orange
Xenon – Leuchtfarbe violett
Argon – Leuchtfarbe blau
Krypton – Leuchtfarbe gelb-grün
Neon – Leuchtfarbe orange-rot
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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 Atomhülle. 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 „Was ist Plasma“ sind hier und Experimente zu Plasma hier zu finden.
Plasmalampen arbeiten normalerweise mit einem verminderten Druck und einer Wechselspannung von einigen Tausend Volt bei einer sehr niedrigen Stromstärke. Bei großen Plasmakugeln, wie man sie in Museen findet, kann die benötigte Spannung jedoch bei bis zu 30.000 Volt liegen.
Die Erfindung der Plasmalampe
Insgesamt hat Bill Parker drei Patente zu Plasmalampen eingereicht, wobei er seine Erfindung einer glücklichen Fügung verdankte. Als Praktikant am Massachusetts Institute of Technology (MIT) kam er 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 vier bis sechs 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.
Von der Plasmalampe zur Glaskunst mit Plasma
Was man mit dieser Technologie alles an Kunst erschaffen kann, zeigt zum Beispiel der Amerikaner Wayne Strattmann in nachfolgendem Video. Seit 1983 hat sich das in Boston ansässige Unternehmen Strattman Design zu einem weltweit führenden Hersteller von Plasmalampen und -objekten für Wissenschaftsmuseen, Messen und die Industrie entwickelt.
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Quellen:
The Artists-In-Residence Program at the Exploratorium (Download als pdf)
https://www.awexr.com/eu-2019/speaker/583-bill-parker
Fantz, Ursel & Lotter, Andreas. (2002). Blitze zum Anfassen: Plasmaphysik. Physik in unserer Zeit. 33. 16 – 19.
Dörfel, G., Müller, F. 1857 – Julius Plücker, Heinrich Geißler und der Beginn systematischer Gasentladungsforschung in Deutschland. N.T.M. 14, 26–45 (2006). https://doi.org/10.1007/s00048-005-0225-3
Patente von Bill Parker:
- Self contained gas discharge device
- Self contained gas discharge display device
- Decorative gas plasma light display
