Neden kendimizi savunmak için kullandığımız elektro şok cihazlarının ön kısmındaki çatırdayan elektrotların rengi bize mavi olarak görünüyor?

O çatırdayan arkın rengi elektriğin kendi rengi değildir, elektrotlar arasındaki havanın iyonlaşmasıyla oluşan plazmanın, yani soluduğumuz havadaki azot gazının ışıma spektrumunun sonucudur. Kısacası gördüğünüz o parlak mavi ışık elektriğin değil, uyarılmış azot moleküllerinin foton salımıdır.

Olayın arkasında tamamen bir dielektrik delinme fiziği yatar. Cihazın içindeki devre, pilden aldığı düşük gerilimi transformatör ve kapasitör dizilimleriyle 20 bin ila 50 bin volt gibi yüksek seviyelere çıkarır. Kuru havanın delinme dayanımı santimetre başına yaklaşık 30 kilovolt kadardır. İki elektrot arasındaki potansiyel fark bu yalıtkanlık eşiğini aştığı anda hava artık direnç gösteremez. Elektrik akımı yalıtkan havayı deler ve elektrotlar arasında mikrosaniyelik bir plazma kanalı açılır.

Bu plazma kanalında akan yüksek akım, havadaki gaz moleküllerini hızla uyarır ve iyonlaştırır. Atmosferimizin yaklaşık yüzde 78'i azottan oluşur. Çarpışmalarla yüksek enerji seviyelerine fırlatılan azot molekülleri ve iyonları, nanosaniyeler içinde temel enerji seviyelerine geri dönerken aradaki enerji farkını foton olarak dışarı atar. Azotun moleküler emisyon bantları, özellikle ikinci pozitif ve birinci negatif sistemleri, tayfın mavi, mor ve morötesi bölgesinde yoğunlaşır. İnsan gözü morötesini göremez fakat bu aralıktaki 390 ile 470 nanometre dalga boylarını net bir elektrik mavisi olarak algılar.

Kısacası ortada mistik bir enerji rengi yok. Aynı deneyi saf neon gazı dolu bir odada yapsaydınız o kıvılcım turuncu veya kırmızı, sodyum buharında yapsaydınız sarı görünürdü. Gördüğünüz rengi voltajın büyüklüğü değil, elektrotlar arasında iyonlaşan gazın kimliği belirler.