Ich habe gehört, dass Leuchtreklamen Plasma enthalten, warum sind sie nicht heiß? liegt es daran, dass die Elektronen und Ionen nicht auf die Wand der Lampe treffen? Liegt es daran, dass es sich um ein nicht thermisches Plasma handelt und Elektronen und Ionen nicht im thermischen Gleichgewicht sind? Wenn das der Fall ist, treffen die Elektronen und Ionen und neutralen Atome (alle) auf die Lampenwand?
Es gibt einen Unterschied zwischen Temperatur und Energie.
Plasma ist, wie Sie sagten, sehr heiß - aber es gibt nicht sehr viel davon. Die Plasmadichte in der Röhre ist sehr gering. Wenn es also auf die Wände der Röhre trifft, überträgt es sehr wenig Energie. Die Masse des Glasrohres erwärmt sich also nur sehr geringfügig.
Es ist wie eine Feuerwerkskerze, die Funken sind bei 2000 °C, aber sie sind sehr klein, haben sehr wenig Masse und enthalten sehr wenig Energie – wenn man also auf einem landet, überträgt es viel weniger Energie als eine heiße Tasse Kaffee bei 80 °C.
Wie Sie in Ihrer Frage andeuten, befindet sich der Inhalt des Röhrchens nicht im thermodynamischen Gleichgewicht. Zu jedem Zeitpunkt wird es eine kleine Anzahl ziemlich energiereicher Elektronen und eine große Anzahl neutraler Gasatome mit niedriger Energie geben. Die neutralen Atome haben eine Temperatur von etwa Raumtemperatur.
Ich bin mir nicht sicher, wie sinnvoll es ist, den Elektronen eine Temperatur zuzuordnen, da ihre Bewegung entlang elektrischer Feldlinien verläuft und nicht zufällig ist, aber ich nehme an, Sie könnten es als eine kleine Anzahl heißer Elektronen sehen, die eine große Anzahl erhitzen neutrale Atome. So gesehen läge die Durchschnittstemperatur bei etwa Raumtemperatur und nicht bei den Millionen Grad, die man normalerweise mit einem Plasma verbindet. Ein energiereiches Elektron, das mit der Wand der Röhre kollidiert, würde es erwärmen, aber die niederenergetischen neutralen Atome würden es sofort wieder abkühlen.
Technisch gesehen ist der Inhalt der Röhre ein Plasma, weil freie Elektronen und Ionen vorhanden sind, aber der Prozentsatz der ionisierten Atome ist winzig. Es ist kein Plasma in dem Sinne, dass das Gas in der Sonne ein Plasma ist.
Abdelrahman Esmat
Martin Beckett