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La Ionización del Aire
Se pueden generar voltajes de cientos de miles de voltios con un modelo de demostración de generador de Van de Graaff. Esto es suficiente para ionizar el aire, que tiene como componentes primarios nitrógeno y oxígeno. Un campo eléctrico aplicado polarizará las moléculas de aire, y si es suficiente para forzar a los electrones a salir de las moléculas, esos electrones pueden colisionar con otras moléculas y pueden iniciar una descarga o arco eléctrico. El voltaje necesario para iniciar un arco depende de la presión y la longitud del espacio, y está modelado por la ley de Paschen (Wikipedia). Para espacios largos en el aire en STP, el umbral para las descargas de arco se establece a menudo en 3,4 millones de voltios por metro.
Cuando un átomo se ioniza, tenderá a recoger un electrón de reemplazo que puede caer en cascada a través de los niveles de energía atómica disponibles, emitiendo cuantos de luz característicos de esas separaciones de niveles. Se observarían en un arco visible en el aire los espectros característicos de Nitrógeno y Oxígeno.
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