DE735435C - Anordnung zur Erzeugung von Lichtstrahlen mittels gasgefuellter Entladungsraeume, die mit Hochfrequenzstrom betrieben werden - Google Patents

Description

• Anordnung zur Erzeugung von Lichtstrahlen mittels -asgefüllter Entladungsräume, die mit Hochfrequenzstrom betrieben werden Es ist bekannt, Licht mittels gas- oder metalldampfgefüllter Entladungsröhren zu erzeugen, die unter Überlagerung eines Hbchfrequenzstromes betrieben werden. Man erhält dadurch eine gewisse Steigerung der Lichterzeugung: weil die zum Erzielen einer bestimmten Lichtintensität erforderliche Betriebsspannung im Gebiet der ultrakurzen Frequenzen über etwa, to- Hertz bedeutend kleiner ist als bei \iederfrequenz. Eine wesentlich rentablere Lichterzeugung wurde jedoch dadurch nicht erzielt.
• Die vorliegende Erfindung geht nun %,on der Erkenntnis aus. daß die Lichterzeugung dann wirtschaftlicher gestaltet werden kann, wenn mau bei gleichzeitiger Anordnung von Mitteln zur leichteren Über«,indung der Stabilität der Füllgasatoine auch Vorkehrungen trifft, claß die angeregten Atome die Anregungsenergie im ungestörten Zustande abgeben können.
• Die Lichtstrahlen werden bekanntlich von den die Atomkerne umkreisenden Elektronen ausgesendet. Spektroskopiscle Tatsachen führten zur Erkenntnis, daß die Elektronen eine Eigenrotation und damit ein magneii.-sches Feld besitzen. Wenn nun Elektronen in den Kern eingebaut sind, so ist zu erwarten, daß dieser ebenfalls ein magnetisches Feld besitzt; und zwar zumindestens dann, wenn die 7_a11 der Kernelektronen ungerade ist. Von Bedeutung ist ferner, daß die mittlere @'crwcildauer der Elektronen in angeregtein Zustande. temperaturabhängig ist; bei tiefen Temperaturen bleibt der angeregte Zustand erhalten, während bei hohen Temperatuten die angeregten Elektronen durch die Wärmeschwingungen der Atome rasch in den

  ursprünglichen. Zustand zurückgeworfen wer-

  toll.

  Die I:rfliLltiiig besteht nun darin. daß der

  l=llrlllclllligsr(it1111 einer Strahlenquelle als

  i lthlraumresonator. z. lk ili Ihrm einer Kugel.

  ausgebildet ist und solchen (hsdnwk und

  ,1tlchc Abmessungen ('I-halt,. (laß 1l(`1 gccig11C:-

  r erregender IIochfrcqucnzspanilung die cnt-

  s:e@cn(fen clcktronia<gnctischcn -t; eine e111( AlllegLlllg der hl('IiCI'C)llell des

  1'`lillga@@S Zum Aussenden e11103 l111 %Waren

  lic-genden Wellenbereichs zur Folge haben.

  Der Schwingzustand hält sich hcinl Hohl-

  durch das I-1hiundherpendeln

  n-,ischen elektrischen und nlagllctlschen Eiler-

  ,;iLzust:incicu aufrecht. Durch die relativ

  ,IcichnläUlige Stronlvertcilung der C)herJ-lii-

  Mhcnstrüme längs der I-Inhi.illulig treten nir-

  gends ungewöhnliche SLrorndlchten und da-

  her keine hrwärlnungen auf, außerdem ellt-

  lallcn die Verluste durch Strahlung nach

  ;tul.@cn.

  Der magnetische f@-11 (!es kugelftirmlgell

  llohlrauinresonators besitzt bekanntlich 11't

  radialer Richtung 0111C Inag11eüSC'hc fAdkom-

  pollellte, währen cl die entsprechende eIck-

  ii-i_c-lie Feldkomponente in. dieser Richtung

  t'crschtlindet. Die elektrischen f clder vedatl-

  fcn in Kreisen in IEhencn senkrecht zu den

  magnetischen Kraftlincn. Eigenwelle fit. und

  Kugdradiüs it stellen bei dieseln Typ im Zu-

  1.40 R.

  f:in nicht ionisiertes @@'@isscrstoll<ttotil lle-

  @tcht 2tLis einem Kern und einem 1l111 umkrel-

  st'ii(lcn Elektron: es fallen, Achse und -Mittel-

  punkt voni Kern und Elektronenring im

  t1llcrgctisch tiefsten Zustand zusammen, so

  tlal@ das elektrische Moment Null ist und das

  magnetische praktisch gleich dem des EIek-

  trons. lIan kann unter ganz geringem Ener-

  "icaLlfwalld- das Elektron abspalten, 1111d C111

  Elektronenstoß 1'o11 nur 1J. Elektronenvolt

  Energie vermag schon das Wasserstoffatom ,

  zu ionisieren. lIa.l3gehcnd für die Stabilität:

  dieses Kernes ist sein Drehimpuls und sein

  magnetischer -Moment.

  Nimmt 11a11 11U11 7..I3. Wasserstoff als F1(11-

  gas für den. kugelförmigen Hohlraumrcsona

  Lor, so braucht die erregende Hochfrequenz-

  spannung gerade nur so groß zu sein, daß

  die Elektronen abgespalten werden. Das Ina- I

  gnellsche Feld des IlohlraumrCSonatorS Cr-

  Iuichtcrt die @acktroncnahstol,@ung, auherdem j

  künncn die angeregten Iacktronei@ die An-

  regungsenergie 1I11 ungestörten Zusmnd all- -

  gehell, 1\'C11 keine wäml(:sewhlgung(m auf-

  u(21011.

  Iloiln IIL`litini ist auch, weiter bekannt. <a1., ,

  dIL'It:nlgen Niveaus, 1-01I denen aus luallprach-

  iich die Anregung der sichtbaren Linien er-

  Ihn (:inne besonders hohe-IhnUlzelt hahwl. 1

  1,s genügt daher auch hier eine schwache Anregung, d. h. eine geringe Stromstärke, ! uln dieses '-Niveau clcrlialacil anzurcichcrn. daß sich die sichtbaren Linien Wie Resonanzlinien verhalten.
• Bei der Verwendung der Resonanzlinie zur i Lichterzeugung ist die Anrcgungswahrschcinli.chkeit cinc Funktion der kinctischcn Energie j der Elektnlileil. .1n1 häufigsten stofen Elcktronen 1111t etwa der. doppelt his viermal so großen kinetischen Energie NU die _\nrcgungscilcrgic einer Atoinlinic mit den Atoj n 70I1 unclastlschl zusammen. Verwendet minn Gase mit kleiner Anregungsspannung, so hilft inanl sich hekanntermal3cn gegen die unnötig i hohe Geschtlindigkcit der Elektronen durch die Zufügung von I?dclgasen, die sich durch besonders hohe Amrcgungsspannungen auszeichnen, wodurch 111a11 0111C grolJ1c Zahl Clastischcr Ztlsammellstöl.ie erhalt.
• .1:s ist ferner bekannt, claf.) das Ausstrahlen von. Elektronen nur hei cincr ganz hcstimmtcli I J,.infallsgcsclin-iiictigkcit der erregenden Iiorlifrequenzspannung stattlilldct, d. h. diesen' I .Flickt muf.) einen Resonanzcharakter zeigen. und der EnCIg1C- 11i1( ImpülSSatz I11tif@ gleichzeitig <r füllt sein. Die innere Energie einer 1 Gesamtheit von Ladungen, wie (i11 Atom sie darstellt, kann nur periodisch nach dentjuani Cenhedingungen in. umgesetzt wurden. Die Wechselwirkung finit jeder clcktrisch geladenen l1a.tcric beruht daher darauf, . <1a1:1 das Wcllcnfeld einer Quantenstrahlung ein elektromagnetisches Feld ist.
• Zur Erzeugung geeigneter I\.esonail7l)cdingungcn ist es notwendig, daß die crrcgcnde Ilochfrcqucnzspannung das Magnetfeld im Hohlraumrcsonator senkrecht durchsetzt. fern kein( starken Feldverzerrungen auftreten.
• In der Fig. i zeigt das Bild a den bekannten Verlauf der elektrischen Kraftlinien der clektromaglctischen Grundschwingung iil einem kugelförmigen Hohlratunresonator. wobei die Durchstoßpunkte (her senkrecht zur Zcichetichcne gehenden Feldlinien angedeutet sind. Das Bild b zeit die magnetischen Kraftlinicll dieser Hohlkugel. Beide Fcldvcrtcilungen sind rotationssymmetrisch um die gezeichnete Achse.
• Die Fig. c zeit schematisch ein Anwendung shcispicl für den grundsätzlichen Aufbau einer crlindungsgcmäßen Vorrichtung. In duni kugelförmigen (ilatsgefiif:) i befindet sich ciiic# Casfüllung und die ringfürinigcn I?lektroclen und 3, die isoliert eingeführt und im Inncnrallille (10r Kugel dcrai@tig gehalten «'erden, dal:', sie im 13erciclic des grüßten SpamlLnigsunterschicdes des elektrischen Feldes zu IM gen kommen. Das Innere der Glaskugel ht (his auf einen kreisförmigen Ausst-anitt auf der unteren Kalotte 4 mrtallisicrt- oder finit Metall ausmkleidct. Die hlcnmicn 0 und dienen zum .lnsclilul.i dc#r Iloc@frcducnr@ll;ln-Innig. , Wird' @\- min den Klemmen die erregende Lochfrcduenzspannung mit einer für jedes G an ganz Wlnmlten Energie zugeführt und Icicüzeitig die Dimensionen des IIohlrautllcs und der t ;a>drucl: so gewählt, daß die ent-@IeIlenduil elektrot11agnminhei Iesonanzzus - t# ändv (las Aussti -ahlen der Elcktr olle ii i m Resonanzcharakter hei einem iln Sichtbaren liegenden Wclleillängcnbcrcich vor-sich gehen las@c#n, so treten I_idltstrahlcn auf, wclchc durch den krcisf<irrnigcn Ausschnitt der unteren hugell;a'o:te in den freien Raum ausstrahlen. Man erhält dadurch entsprechend den oben gemachten Darlegungen cinc wirtschaftlichere Lichterzeugung. Iss ist aber auch daraus crsichtlit. daß jede andere vorbestimmte Strahlenart auf dies< Weise durch geeignete Wahl von erregender Hochfrequcnzspannung, Ilohiraumrcsonatordimcnsioncn, Gasart und Gasdruck erzeugt wcrdcn kann.

Claims (2)

1'A1'E\'t'A N SI'ßÜCrrF r. Anordnung zur Erzeugung voll Liclltstralilcii mittel> ga@gcfülltcr Erzeugung -räume. die mit I-lochfrecluenzstrom 1)(,-trieben werden. dadurch gekennzeichnet. dal.; d;,- Entladungsräume als IlohiraumrcsollatOrell ausgebildet sind und solche Gasdrücke, und Abmessungen erhalten. daß die bei einer geeigneten Hochfreduenzsllannumg entstehenden elcktromagllctischcn Resclllanzzuständc eine Anregung der Elektronen des Füllgases zum Aussenden eines im Sichtbaren liegenden iVellenllc#i-eiclis zur Folge haben.

2. Anordnung nach Anspruch r. dadurch gekennzeichnet. daß die verwendete t@asfülmng aus 11-assersmll oder l-Icliuni oder aus Gemischen beider Gase mit oder ohne Edelgase besteht. ;. Anordnung, uach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß der I-loillrauniresonator kugelförmig ausgebildet ist.