Paarse vlamboog van arc lighter

[jkien]

Deze 'arc lighter' (plasma lighter, plasma-aansteker, boogaansteker) genereert een elektrische boog die licht geeft. Hij verbrandt geen aanstekergas. Waarom is de vlamboog paars?
 

arc_lighter 1232 keer bekeken

 
Verder:

• zou bliksem dezelfde kleur hebben en hetzelfde spectrum?
• gasontladingsbuizen bevatten ijl gas dat een lijnenspectrum uitzendt. Is een lijnenspectrum ook mogelijk bij normale druk (1 bar)?
• zou de arc lighter ultraviolet licht uitzenden, en kun je er zonder oogschade naar kijken?
• hoe heet is de boog

[gast031]

De kleur is paars/purper door de stikstof in de lucht, kwikdamp zendt ultraviolette straling uit en is dus zeer gevaarlijk voor de ogen. Bliksem kan verschillende kleuren hebben van oranje, rood, wit of blauw. Dit heeft te maken met de wolken (ijs of regen), stof in de atmosfeer en ander oorzaken. 

[Marko]

Kwikdamp??

[gast031]

Kwikdamp??

 
Ik neem aan dat je weet wat kwikdamp  en dat dit niet je vraag is maar het gaat hier over plasma ook wel de vierde aggregatietoestand genoemd en kwikdamp zendt in die toestand ultraviolenlicht uit, dus onder een bepaalde druk in bijvoorbeeld een lamp. 

[Marko]

In bijvoorbeeld een lamp wel, maar ook in deze aansteker?

[gast031]

In bijvoorbeeld een lamp wel, maar ook in deze aansteker?

 
Nee die bevat immers geen kwikdamp en straalt dus ook geen ultraviolette straling uit. 

[Jan van de Velde]

 

• zou bliksem dezelfde kleur hebben en hetzelfde spectrum?

 

een bliksemflits is zichtbaar om twee redenen:
- blackbodystraling op 30 000 K en dus voorzover het zichtbaar is blauw-wit
- luminescentie van aangeslagen en geioniseerde atomen (er komt in dat blackbodyspectrum natuurlijk ook een forse portie UV voor)
https://en.wikipedia.org/wiki/Ionized-air_glow#Colors
 

Ionized nitrogen radiates primarily as a set of lines in blue part of the spectrum.^[15] The strongest signals are the 443.3, 444.7, and 463.0 nm lines of singly ionized nitrogen.^[16] 

 
 
zou dus eerder vooral blauwig moeten zijn? 

[gast031]

Is ook wel wat blauwig ligt er ook een beetje aan bovendien bestaat lucht niet alleen uit stikstof.
 
Nitrogen (N2)- Moderately bright, streamers are usually a whitish or grayish pink with a blue-purple tendency. The color may be more gray or lavender at very low currents. The apparent color varies with what kind of lighting it is in contrast with. Requires somewhat higher voltage than noble gases for being diatomic, and also tends to concentrate the current in thick plasma channels. Easily obtained from Liquid Nitrogen (getting LN2 can be tricky if you don't have a Dewar Flask and access to a laboratory though). Atmosphere is about 3/4 Nitrogen, so air is a good source, but see notes on air below.
 Air (Nitrogen, Oxygen, Water Vapor)- This requires more voltage than the noble gases and does not glow as brightly. Plasma color is usually a pinkish-purple, becoming whiter with increased current. None of the above are recommended, but if you must use them, make sure that the electrode is insulated to avoid corrosion. Intensity is similar to nitrogen.
 
http://www.powerlabs.org/plasmaglobes.htm# PRINCIPLE%20OF%20OPERATION:

[Benm]

Zo'n vlamboog is paars, en dat komt voor een deel wellicht ook wel omdat er (nabij-)UV in zit. 
 
Er langdurig in staren zou best gevaarlijk voor je ogen kunnen zijn. Bij normaal gebruik denk ik niet dat ze acuut lasogen zult oplopen, maar als je bijvoorbeeld probeert ergens doorheen te branden en daarbij langdurig in de vlamboog kijkt lijkt me oogbescherming wel op zn plaats. 

[jkien]

Het licht van de vlamboog is te zwak om een duidelijk spectrum te zien met mijn zakspectroscoop. Fotograferen was lastig, de foto bestaat uit twee aan elkaar geplakte helften.

arclighter-spectrum 1227 keer bekeken

In het paarsblauwe gebied zijn spectraallijnen zichtbaar. Het spectrum lijkt weinig op het spectrum van bliksem (1) of de vonk van een wimshurst machine (2).

De tweede link, een webpagina van de universiteit van Hannover, schenkt een beetje aandacht aan het verschil tussen ideale atoomspectra en de spectra van bliksem en vonken. Interessant is dat die pagina iets zegt over het continue achtergrondspectrum, dat bij bliksem en vonken misschien sterker is dan de herkenbare spectraallijnen. Ze verklaren het continue spectrum met foton-emissie door vrije elektronen die ingevangen worden door een ion. Helemaal duidelijk is me dat niet omdat de stapsgewijze val van het elektron nog steeds een lijnenspectrum zou moeten geven. Misschien dat de initiele kinetische energie van het elektron een lijn vervaagt.

 

 

een bliksemflits is zichtbaar om twee redenen:

- blackbodystraling op 30 000 K en dus voorzover het zichtbaar is blauw-wit

 
Ik vermoed dat het gas nauwelijks blackbodystraling uitzendt omdat zo weinig gas bij een druk van 1 bar geen body is. Een laserstraal gaat door de vlamboog van de aansteker heen, de vlamboog werpt geen schaduw.

[Benm]

Ik vermoed dat het gas nauwelijks blackbodystraling uitzendt omdat zo weinig gas bij een druk van 1 bar geen body is. Een laserstraal gaat door de vlamboog van de aansteker heen, de vlamboog werpt geen schaduw.

 
Welke golflengte laser?
 
Ik kan me zo voorstellen dat bijv 660, 635, 532 nm er moeiteloos doorheen gaan, maar er mogelijk wel enige schaduw is bij 445 of 405 nm?

[jkien]

Er was geen schaduw bij rood laserlicht (633 nm), maar ook niet bij zonlicht. Schaduw bij zonlicht is voor dit onderwerp het meest relevant, denk ik. Een speld had wel een schaduw.

 

[Benm]

Ik weet eigenlijk niet in hoeverre het zou opvallen als zoiets slechts een paar procent of promille van zonlicht zou verstrooien, zeker als het aan het onzichtbare einde van het spectrum zit. 
 
Helaas heb ik niets bij de hand dat een fatsoenlijke vonk kan handhaven om het te testen, wellicht dat er bij 405 nm wel wat te zien is (al ziet het oog die golflengte heel lastig, het is wel zichtbaar maar je ziet een punt op de muur oid onscherp gezien de brekingsindex in het oog etc). 

[jkien]

Ik weet eigenlijk niet in hoeverre het zou opvallen als zoiets slechts een paar procent of promille van zonlicht zou verstrooien, zeker als het aan het onzichtbare einde van het spectrum zit.

 

Het zichtbare zonlicht op zeeniveau is ongeveer 10% zwakker dan boven de atmosfeer. Dat wordt veroorzaakt door een weg van 10 km door de lucht. De schaduw in zonlicht van een 1 mm dikke vlamboog die uit lucht bestaat zal dus een miljoenste procent donkerder zijn dan de schaduwloze omgeving. Een zo zwakke schaduw is onzichtbaar.

 

De absorptiecoefficient, of absorptiviteit, van 1 mm lucht is tevens de emissiviteit. Als de 1 mm dikke vlamboog uit hete lucht van 30 000 K bestaat dan is de door de vlamboog uitgezonden warmtestraling 10⁸ maal verdunde zwartlichaamstraling van 30 000 K. Ik vermoed dat dat veel zwakker is dan het continue achtergrondspectrum van de foto in bericht #10.

 


(bron: wikipedia)

[Benm]

Ik vermoed dat je gelijk hebt, iets als de vlam van een kaars produceert ook geen zichtbare schaduw in licht dat in de buurt ligt van het emissiespectrum van de kaarsvlam. 
 
Nu is de temperatuur in de vlamboog wel een pak hoger, maar principieel zal het niet zoveel verschil maken. Misschien dat het effect wel meetbaar is, maar ik denk niet zichtbaar voor het blote oog.