Frage von Eilana, 15

Was ist der Unterschied zwischen Niederdrucklampen und Hochdrucklampen in Solarien?

Hallo Zusammen, ich suche jetzt schon seit Stunden nach einer passenden Erklärung für die Funktionsweise einer Niederdrucklampe und einer Hochdrucklampe.

Soweit ich verstanden habe, sind es beide Gasentladungslampen gefüllt mit Quecksilber. Durch die Kollision von Elektronen mit Hg-atomen wird UV-licht emittiert. Über Leuchtstoffe am Quarzglas können die Wellenlängen der UV-Strahlung variiert werden bzw verlängert/geschwächt werden.

Kennt jemand eine passende Quelle oder Quellen in der mal anständig die Unterschiede erklärt werden?

Vielen Dank im Voraus!

Antwort
von Parhalia, 15

Der grundlegende Unterschied liegt dann in der direkten Erzeugung des Lichtes und seiner Intensität.

Die Leuchtstoffröhre ist eine klassische Niederdruck-Lampe bei der die Atome des enthaltenen Leuchtstoffes durch die angeregte Spannung dann kurzzeitig in einen höheren Energiezustand versetzt werden und dann beim Rückfall in den Urzustand je ein Photon abgeben und hier ein schwach bläuliches Licht im UV-Bereich erzeugen. Die Umwandlung in sichtbares Licht erfolgt dann über das innen aufgeschlämmte Leuchtsubstrat per Reflektion und Streuung. Der Gasdruck ist in Leuchtröhren relativ gering und das enthaltene Quecksilber unterstützt im verdampften Zustand nur die Elektronenbildung für das Plasma geringer Dichte.

Bei Hochdruck-Entladungslampen entfällt der Umweg über den Leuchtstoff-Emitter, weil hier mit höherer Spannung unter höherer Dichte der enthaltenen Gase ( Druck ) direkt ein sehr intensiver Lichtbogen aus Plasma erzeugt wird. Die Wellenlänge des ausgesendeten Lichtes wird hier direkt durch die Zugabe und Mischung der jeweiligen Metalle ( Quecksilber und ggf. Natrium und Salze / Halogene ) bestimmt wird. Die Intensität des ausgesandten Lichtes ist ein Vielfaches höher pro Quadratzentimeter als bei Niederdruck-Leuchtröhren.

Somit sind Leuchtröhren für grossflächige Bestrahlung mit begrenzter Energiedichte gedacht, wogegen die Hochdruckstrahler ( Punktstrahler ) für hohe Intensitäten in kleinem Bereich ( z.B. Gesichtsbräuner ) eingesetzt werden.

Kommentar von Eilana ,

Vielen Dank!! 

Aber was ist den mit Plasma gemeint? 

"....direkt ein sehr intensiver Lichtbogen aus Plasma erzeugt wird."

Kommentar von Parhalia ,

"Plasma" ist der sogenannte "4. Aggregatzustand" bei dem durch extrem hohe Temperaturen die atomaren Elektronen der Gase aus dem Zusammenhalt freigesetzt werden und diese Gase somit durch Ionenbildung elektrisch leitfähig werden.

Bei Hochdrucklampen resultiert das nach der Zündung via Hochspannung und kurzem Elektrodenabstand direkt über einen Lichtbogen, welcher dann nach und nach die nötigen Temperaturen aufbaut zur maximalen Plasmabildung.

Bei Leuchtstoffröhren gibt es diesen Lichtbogen nicht. Hier werden die enthaltenen Quecksilberanteile über Wolfram-Heizwendeln verdampft und dann zur initiierung der "Durchzündung" und Aufrechterhaltung der elektrischen Durchleitung nur mit etwa 1000 Volt kurz "beaufschlagt". Der dann resultierende Elektronenfluss erfolgt hier dann nur noch über den enthaltenen Quecksilberdampf und wirkt dann auf die enthaltenen Atome des Quecksilbers + beigemengten Leuchtgases ein. Hier springen die Atome dann stets zwischen normalem und erhöhten Energiezustand hin und her. Beim Energieabfall wird dann jeweils ein Photon ausgesandt bei geringer Temperatur.

Deswegen kannst Du eine Leuchtstoffröhre anfassen im Betrieb, einen Hochdruckbrenner jedoch nicht. Letzterer ist zudem doppelt gekammert. Innen die in sich geschlossene Plasma-Brenneinheit und darum noch zur thermischen Isolation ein Vakuumierter Schutzkolben aus Glas.

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