Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen gezeigt.
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licht:hql:funktion [2010/07/15 17:38] sarina |
licht:hql:funktion [2010/08/05 14:43] (aktuell) sarina |
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| [{{:licht:hql.png|[[licht:hql:hql|Quecksilberdampfhochdrucklampen]]: [[licht:hql:funktion|Funktionsweise]], [[licht:hql:Leuchtmittel]], [[licht:hql:Flackern]], [[licht:hql:hobbyuvultralux|Hobby UV Ultra Lux]]}}] | [{{:licht:hql.png|[[licht:hql:hql|Quecksilberdampfhochdrucklampen]]: [[licht:hql:funktion|Funktionsweise]], [[licht:hql:Leuchtmittel]], [[licht:hql:Flackern]], [[licht:hql:hobbyuvultralux|Hobby UV Ultra Lux]]}}] | ||
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| ====== Funktion von Quecksilberdampfhochdrucklampen ====== | ====== Funktion von Quecksilberdampfhochdrucklampen ====== | ||
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| Quecksilberdampfhochdrucklampen gehören wie die Leuchtstofflampen und Halogenmetalldampflampen zu den Plasmalichtquellen. | Quecksilberdampfhochdrucklampen gehören wie die Leuchtstofflampen und Halogenmetalldampflampen zu den Plasmalichtquellen. | ||
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| Sie bestehen aus einem Entladungsgefäß ("Birne") aus Kiselglas und den die beiden Wolframstiftelektroden angeschlossen sind. Dieses ist zur thermischen Abschirmung meist in einen evakuierten Glaskolben eingebaut. | Sie bestehen aus einem Entladungsgefäß ("Birne") aus Kiselglas und den die beiden Wolframstiftelektroden angeschlossen sind. Dieses ist zur thermischen Abschirmung meist in einen evakuierten Glaskolben eingebaut. | ||
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| Der Glaskolben filtert kurzwellige UV-Strahlung, und ist oft zusätzlich meist mit einem Leuchtstoff beschichtet, der wie bei der Leuchtstoffröhre einen großen Teil des UV-Lichts durch Flouroszenz oder Phosphorezenz in sichtbares Licht umwandelt. So entstehen zusätzlich ein großer Anteil blaues Licht, aber auch der rot-gelbe-Bereich wird aufgefüllt. Das Licht erscheint insgesamt "weißer" und hat einen besseren Farbwiedergabewert. | Der Glaskolben filtert kurzwellige UV-Strahlung, und ist oft zusätzlich meist mit einem Leuchtstoff beschichtet, der wie bei der Leuchtstoffröhre einen großen Teil des UV-Lichts durch Flouroszenz oder Phosphorezenz in sichtbares Licht umwandelt. So entstehen zusätzlich ein großer Anteil blaues Licht, aber auch der rot-gelbe-Bereich wird aufgefüllt. Das Licht erscheint insgesamt "weißer" und hat einen besseren Farbwiedergabewert. | ||
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| Das Entladungsgefäß wird vakuumisiert und mit etwa 10<sup>-9</sup> bar Argon (Puffergas) und mit einigen Milligramm Quecksilber gefüllt. | Das Entladungsgefäß wird vakuumisiert und mit etwa 10<sup>-9</sup> bar Argon (Puffergas) und mit einigen Milligramm Quecksilber gefüllt. | ||
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| Das Argongas im Inneren der Lampe wird durch Energiezufuhr in den Plasamzustand überführt, und wird elektrisch leitend. Nach und nach verdampft das Quecksilber durch die steigende Temperatur. Die Elektronen (elektrischer Strom) stoßen auf ihrem Weg durch das Plasma auf die Quecksilberatome und "heben" sie so auf ein höheres Energieniveau. Beim "Zurückfallen" wird diese Energiedifferenz in Forum von Licht wieder abgegeben. | Das Argongas im Inneren der Lampe wird durch Energiezufuhr in den Plasamzustand überführt, und wird elektrisch leitend. Nach und nach verdampft das Quecksilber durch die steigende Temperatur. Die Elektronen (elektrischer Strom) stoßen auf ihrem Weg durch das Plasma auf die Quecksilberatome und "heben" sie so auf ein höheres Energieniveau. Beim "Zurückfallen" wird diese Energiedifferenz in Forum von Licht wieder abgegeben. | ||
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| Jedes Atom hat nur bestimmte Energieniveaus, und kann daher nur wenige verschiedene Wellenlängen (Lichtfarben) aussenden. Aufgrund des höheren Quecksilberdampfdruckes wird in diesen Lampen nicht hauptsächlich UVC Strahlung erzeugt, sondern es finden auch sehr stark höhere Anregungen statt. Das Spektrum ist im sichtbaren Bereich aus den Wellenlängen 578nm (gelb), 546nm (grün), 436nm (blau), 405nm (violett) zusammengesetzt. | Jedes Atom hat nur bestimmte Energieniveaus, und kann daher nur wenige verschiedene Wellenlängen (Lichtfarben) aussenden. Aufgrund des höheren Quecksilberdampfdruckes wird in diesen Lampen nicht hauptsächlich UVC Strahlung erzeugt, sondern es finden auch sehr stark höhere Anregungen statt. Das Spektrum ist im sichtbaren Bereich aus den Wellenlängen 578nm (gelb), 546nm (grün), 436nm (blau), 405nm (violett) zusammengesetzt. | ||
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| Im Betrieb erreicht die Lampe eine Temperatur von etwa 1600 °C, der Druck des Quecksilbergases beträgt etwa 7 bis 10 bar. Durch diesen hohen Druck sind die einzelnen Spektrallinien etwas aufgeweitet und nicht so eng wie bei z.B. Leuchtstoffröhren. | Im Betrieb erreicht die Lampe eine Temperatur von etwa 1600 °C, der Druck des Quecksilbergases beträgt etwa 7 bis 10 bar. Durch diesen hohen Druck sind die einzelnen Spektrallinien etwas aufgeweitet und nicht so eng wie bei z.B. Leuchtstoffröhren. | ||
| Quecksilberdampfhochdrucklampen sind dennoch meist mit einer Leuchtstoffschicht am äußeren Glaskolben ausgestattet. Meist wird Yttriumvanadat verwendet. | Quecksilberdampfhochdrucklampen sind dennoch meist mit einer Leuchtstoffschicht am äußeren Glaskolben ausgestattet. Meist wird Yttriumvanadat verwendet. | ||
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| Traditionell beschreibt man in der Spektroskopie die Energieniveaus durch Quantenzahlen. | Traditionell beschreibt man in der Spektroskopie die Energieniveaus durch Quantenzahlen. | ||
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| * **n**: Elektronenschale, K-Schale (n=1), L-Schale (n=2), M-Schale (n=3) | * **n**: Elektronenschale, K-Schale (n=1), L-Schale (n=2), M-Schale (n=3) | ||
| * **l**: Bahndrehimpus, ist direkt mit dem Orbital verbunden: s-Orbital (l=0), p-Orbital (l=1), d-Orbital (l=2), f-Orbital (l=3) | * **l**: Bahndrehimpus, ist direkt mit dem Orbital verbunden: s-Orbital (l=0), p-Orbital (l=1), d-Orbital (l=2), f-Orbital (l=3) | ||
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| Die einzelnen Elektronen koppeln über ihren Bahn- und Spindrehimpuls zu den Gesamtdrehimpulsen L (Bahn-Bahn), S (Spin-Spin) und J (Spin-Bahn). Die Gesamt-Spinquantenzahl **S** und die Gesamt-Drehimpulsquantezahl **J** werden als Zahl geschrieben. Die Gesamt-Bahndrehimpulsquantenzahl **L** wird wie der Bahndrehimpuls als Buchstabe geschrieben (S ≅ L=0, P ≅ L=1, D ≅ L=2, F ≅ L=3). Die Quantenmechanik verlangt bei Übergängen der Elektronen eines Quecksilberatoms von einer Konfiguration zu einer anderen bestimmte Übergangsregeln, die sich auf die jeweiligen Gesamtdrehimpulse des Atoms zurückführen lassen. Daher werden in der Spektroskopie in der Regel die Energieniveaus nur durch ein **Termsymbol** bezeichnet: <sup>2S+1</sup>L<sub>J</sub>. Die Auswahlregeln für die Übergänge lauten | Die einzelnen Elektronen koppeln über ihren Bahn- und Spindrehimpuls zu den Gesamtdrehimpulsen L (Bahn-Bahn), S (Spin-Spin) und J (Spin-Bahn). Die Gesamt-Spinquantenzahl **S** und die Gesamt-Drehimpulsquantezahl **J** werden als Zahl geschrieben. Die Gesamt-Bahndrehimpulsquantenzahl **L** wird wie der Bahndrehimpuls als Buchstabe geschrieben (S ≅ L=0, P ≅ L=1, D ≅ L=2, F ≅ L=3). Die Quantenmechanik verlangt bei Übergängen der Elektronen eines Quecksilberatoms von einer Konfiguration zu einer anderen bestimmte Übergangsregeln, die sich auf die jeweiligen Gesamtdrehimpulse des Atoms zurückführen lassen. Daher werden in der Spektroskopie in der Regel die Energieniveaus nur durch ein **Termsymbol** bezeichnet: <sup>2S+1</sup>L<sub>J</sub>. Die Auswahlregeln für die Übergänge lauten | ||
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| * |ΔL| = 1\\ d.h. im unteren Termschema sind nur Übergänge S<->P, P<->D erlaubt | * |ΔL| = 1\\ d.h. im unteren Termschema sind nur Übergänge S<->P, P<->D erlaubt | ||
| * ΔS = 0\\ d.h. im unteren Termschema sind nur Übergänge <sup>1</sup>X<-><sup>1</sup>X und <sup>3</sup>X<-><sup>3</sup>X erlaubt | * ΔS = 0\\ d.h. im unteren Termschema sind nur Übergänge <sup>1</sup>X<-><sup>1</sup>X und <sup>3</sup>X<-><sup>3</sup>X erlaubt | ||
| * |ΔJ| = 0,1; Übergang 0 -> 0 verboten\\ d.h. im unteren Termschema sind Übergänge X<sub>1</sub><->X<sub>0</sub>, X<sub>1</sub><->X<sub>2</sub>, X<sub>2</sub><->X<sub>3</sub>, X<sub>1</sub><->X<sub>1</sub>, X<sub>2</sub><->X<sub>2</sub>, X<sub>3</sub><->X<sub>3</sub> erlaubt, nicht aber X<sub>0</sub><->X<sub>0</sub> oder X<sub>2</sub><->X<sub>0</sub> | * |ΔJ| = 0,1; Übergang 0 -> 0 verboten\\ d.h. im unteren Termschema sind Übergänge X<sub>1</sub><->X<sub>0</sub>, X<sub>1</sub><->X<sub>2</sub>, X<sub>2</sub><->X<sub>3</sub>, X<sub>1</sub><->X<sub>1</sub>, X<sub>2</sub><->X<sub>2</sub>, X<sub>3</sub><->X<sub>3</sub> erlaubt, nicht aber X<sub>0</sub><->X<sub>0</sub> oder X<sub>2</sub><->X<sub>0</sub> | ||
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| Trägt man einige der ersten Energieniveaus von atomarem Quecksilber((http://physics.nist.gov/PhysRefData/Handbook/Tables/mercurytable5.htm)) auf und sucht erlaubte Übergänge heraus((http://physics.nist.gov/PhysRefData/Handbook/Tables/mercurytable3.htm)) so findet man einige der Linien im UV, blau und grünen Spektralbereich. Die Hauptemissionslinien sind 253.7nm; 296.7nm; 312.6nm; 334.1nm((dieser Übergang wird in der NIST-Datenbank nicht erwähnt)); 365.0/366.3nm; 404.7/407.8nm; 435.8nm; 546.1nm; 577.0/579.0nm | Trägt man einige der ersten Energieniveaus von atomarem Quecksilber((http://physics.nist.gov/PhysRefData/Handbook/Tables/mercurytable5.htm)) auf und sucht erlaubte Übergänge heraus((http://physics.nist.gov/PhysRefData/Handbook/Tables/mercurytable3.htm)) so findet man einige der Linien im UV, blau und grünen Spektralbereich. Die Hauptemissionslinien sind 253.7nm; 296.7nm; 312.6nm; 334.1nm((dieser Übergang wird in der NIST-Datenbank nicht erwähnt)); 365.0/366.3nm; 404.7/407.8nm; 435.8nm; 546.1nm; 577.0/579.0nm | ||
