Warum erscheinen elektrische Funken blau/lila?

Elektrische Funken erscheinen in der Regel blau, violett oder weiß. Wieso den?

Beachten Sie, dass die folgenden Antworten auch für Blitze gelten.

Antworten (3)

Luft ist normalerweise ein schlechter elektrischer Leiter, aber bei ausreichender Spannung kann sie in Plasma umgewandelt werden, das ein guter Leiter ist. In einem Plasma binden die Elektronen ständig an Atome und verlassen diese. Jedes Mal, wenn ein Elektron an ein Atom bindet, gibt es die Energie in Licht ab. Infolgedessen leuchtet das Plasma mit dieser Energie in der Farbe eines Photons. Es gibt ein paar verschiedene Energieniveaus, die involviert sind, also hat das Spektrum ein paar verschiedene Spitzen. Die endgültige Farbe hängt vom verwendeten Gas ab. Neon sieht zum Beispiel rot oder rot-orange aus. Luft sieht am Ende blau aus, also lässt Elektrizität, die durch Luft fließt, sie blau leuchten.

+1 gute Antwort: Aber wissen Sie, welches atmosphärische Gas hauptsächlich für die Farbe verantwortlich ist?
@WetSavannaAnimalakaRodVance Ich denke, Sie werden eine Antwort finden, wenn Sie sich die Zusammensetzung der Erdatmosphäre ansehen
Sie haben die Rekombinationsstrahlung beschrieben, aber diese bildet ein Kontinuum. Was sind die besonderen Übergänge in welchen Elementen, die die gesehenen Farben verursachen?
Ich weiß, dass bei Stickstoffentladungen der Hauptemitter im sichtbaren Band der Strahlungszerfall von N2 (C3Pi) ist, der nach unten zu entweder N2 (B3Pi) oder N2 (A3Sigma) strahlt (ich habe vergessen, welcher). Ich weiß jedoch nicht, wie diese mit der Sauerstoffemission verglichen werden.
@XerenNarcy Stimmt, aber man muss auch die Amplitude jedes Ionisationsereignisses kennen, also ein Mittel, um die relative Stärke aller Linien zu ermitteln. Ich denke nicht, dass es so einfach ist, sich alle Spektrallinien anzusehen und zu sagen: "Das muss es sein". So etwas würde ich experimentell ausarbeiten, indem ich das fragliche Licht durch ein Spektrometer anstarre. Ich würde wirklich etwas lernen, wenn Sie mir das Gegenteil beweisen könnten, indem Sie mir sagen, dass es einfach ist (das ist nicht ganz mein Gebiet, also weiß ich diese Dinge nicht vollständig).
@WetSavannaAnimalakaRodVance Ja, du hast Recht (auch nicht mein Bereich). Fülle ist nur ein Faktor, ich nehme an, es ist der wichtigste, obwohl das nur ein intuitives Argument ist.
@RobJeffries Sie haben Recht, das von einem Funken emittierte Licht ist ein diskretes Spektrum, hauptsächlich von Elektronen, die auf einen höheren Energiezustand angeregt werden (aber das Atom oder Ion nicht verlassen), wenn sie auf einen niedrigeren Energiezustand zurückfallen. Es ist also keine Rekombinationsstrahlung ... Bearbeiten: Ah, wie Sie in Ihrer Antwort beschreiben :-)
Um klarer zu sein. Die Ionisationsenergien von N und O betragen etwa 14 eV. Die Rekombination von Elektronen und Ionen erzeugt ein Strahlungskontinuum , hauptsächlich im ultravioletten Bereich . Airglow ist auf diskrete Linien zurückzuführen, die durch die Übergänge gebundener Elektronen in Ionen und Atomen verursacht werden.
Aber nicht alle Funken sind blau. Ich habe persönlich orangefarbene Funken in der Luft bei einer meiner Meinung nach ausreichenden Spannung und einer sehr niedrigen Stromstärke beobachtet. Sie können dies sehen, wenn Sie einen Zündfunkentester mit variablem Spalt besorgen und ihn an das Zündsystem eines Autos anschließen, wobei der Spalt so eingestellt ist, dass der Funke gerade noch genug Kraft hat, um den Spalt zu überspringen.
Ist es also unmöglich, im Vakuum einen elektrischen Funken zu haben?

Die Abregung von Stickstoff und Sauerstoff, den Hauptbestandteilen der Luft, ist die von Blau/Violett.

Siehe http://en.wikipedia.org/wiki/Ionized-air_glow für Bilder von Stickstoff und Sauerstoff in Gasentladungsröhren.

Dieser Wiki-Artikel enthält nicht nur die beschriebenen Bilder, sondern auch eine gute Antwort auf die Frage!

Die Antwort ist, dass die elektrische Anregung von Luftmolekülen in der Lage ist, viele angeregte, einfach ionisierte Stickstoffionen zu erzeugen .

Die elektronische Struktur von einfach ionisiertem Stickstoff hat eine Reihe von zulässigen Strahlungsübergängen, bei denen sich die äußeren angeregten Valenzelektronen in Konfigurationen mit niedrigerer Energie neu anordnen können.

Am auffälligsten sind die Übergänge, die emittierten Photonen bei 443, 445 und 463 nm entsprechen, und diese sind für das blaue Airglow verantwortlich.

+1 für die erste Antwort, die die relevanten Wellenlängen erwähnt.
Warum erscheinen manche Funken im Luftspalt orange/gelb? Ich habe das persönlich beobachtet und hier eine Frage dazu gestellt: physical.stackexchange.com/questions/244630/…