Voor onderhoudende experimenten heb je niet per se een groot laboratorium nodig. Science LinX presenteert proeven voor aan de keukentafel. Do try this at home! Maar lees wel eerst de disclaimer.
Waar vrijwel alles om ons heen vast, vloeibaar of gasvorming is, bestaat het grootste deel van het heelal uit plasma – een vierde verschijningsvorm, ook wel aggregatietoestand, van materie. Het binnenste van sterren bestaat bijvoorbeeld uit (heel erg heet) plasma, maar ook interstellaire nevels worden gevormd door (heel erg koud) plasma.
Op aarde kom je plasma’s tegen in bijvoorbeeld bliksemstralen, het noorderlicht, sommige platte beeldschermen, in brandende tl-buizen en neonverlichting en in reactoren voor kernfusieonderzoek. En als je hands-on aan de slag wilt, kun je zelf een plasma opwekken in de magnetron; het enige dat je daarvoor nodig hebt is een tros druiven en een rol keukenpapier.
Maar wat is een plasma precies? Eenvoudig gezegd is een plasma een gas waarvan (een deel van) de atomen uiteen is gevallen in elektronen en ionen. Elektronen zijn altijd negatief geladen. De ionen in het plasma, atomen min één of meer elektronen, zijn positief geladen.
Een belangrijke waarschuwing: lees voor je aan de slag gaat eerst de
disclaimer. Het thuis uitvoeren van proefjes is namelijk niet altijd zonder gevaar. Het is mogelijk dat je jezelf of anderen bij het uitvoeren van een proef pijn doet, ernstig verwondt of om het leven brengt; spullen kunnen beschadigd raken, dingen kunnen in brand vliegen of ontploffen of onder stroom komen te staan of er kunnen andere onverwachte, onwenselijke dingen gebeuren. Dat is allemaal je eigen verantwoordelijkheid; Science LinX, de UK, de schrijvers van deze rubriek en de RUG zijn niet verantwoordelijk voor wat er gebeurt, ook niet als je de beschrijving van een proef exact hebt gevolgd. Op de site staat trouwens ook een filmpje van de proef.
Nog steeds zin in een leuk experiment? Begin dan met het halveren van de druiven. Dep de snijvlakken goed droog met keukenpapier en snij vervolgens de halve druiven opnieuw doormidden, maar zorg dit keer dat de helften nog precies met het schilletje aan elkaar zitten. Dep opnieuw de snijvlakken zeer goed droog en laat ze een half uurtje liggen op het keukenpapier.
Neem nu één van de gehalveerde druiven, leg die op een stukje keukenpapier op een magnetronbestendig schaaltje en zet dat zo’n twintig tot dertig tellen op vol vermogen in de magnetron. Als je het goed hebt gedaan, schieten na een paar tellen stralen plasma uit de druif omhoog.
Hoe kan dat? Tussen de twee stukjes druif ontstaat in de magnetron een verschil in elektrische lading (potentiaalverschil). Dat veroorzaakt vonkjes waardoor een deel van de suiker in de druif ontbrandt. Uit de verbrandingsgassen vormt zich dan een plasma. En hoe kan dat? Volgens professor Ronnie Hoekstra van het Kernfysisch Versnellerinstituut (KVI) is het mogelijk dat vrije elektronen in de vonkjes onder invloed van de magnetronstraling extra elektronen vrij maken uit het gas. Hoekstra houdt wel een slag om de arm: het is voor het eerst dat hij van de druivenproef hoort. “Maar misschien dat we het hier op het KVI een keer tijdens de lunch kunnen uitproberen”, zegt hij.
Nog een paar waarschuwingen: probeer het experiment niet op te schalen. Eén druif is meer dan genoeg. Heus. Verder lijkt het erop dat het schoteltje en het keukenpapier een deel van het magnetronvermogen opnemen en daarmee schade aan het apparaat voorkomen. Laat de magnetron ook niet veel langer dan 20 seconden achtereen draaien om overbelasting te voorkomen.
Auteur: Ernst Arbouw
