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Elektrische Quecksilberdampfentladungslampe, die eine rotfluoreszierende
Rhodaminfarbstoffschicht bestrahlt Es ist bekannt, in Vereinigung mit Quecksilberdampfentladungslampen
fluoreszierende Stoffe zu verwenden, die einen Teil der von den Entladungslampen
ausgesandten Strahlen in Strahlen mit einer größeren Wellenlänge verwandeln. Unter
diesen fluoreszierenden Stoffen sind insbesondere rotfluoreszierende Rhodaminfarbstoffe
bekannt. Die Verwendung dieser Rhodaminfarbstoffe hat jedoch in der Praxis keinen
Eingang gefunden, da diese Stoffe, wie sich bei der praktischen Anwendung ergab
bereits in kurzer Zeit ihre fluoreszierenden Eigenschaften verloren. Zur Vermeidung
dieses Übelstandes hat man bisher versucht, die fluoreszierenden Schichten selbst
zu verbessern.
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Der genannte Übelstand wird in erheblichem Maße herabgesetzt, wenn
bei elektrischen Quecksilberdampfentladungslampen, die eine rotfluoreszierende Rhodaminstoffschicht
bestrahlen, erfindungsgemäß die spezifische Belastung, das Wärmeabgabevermögen und
die Form der Lampe so gewählt sind, daß im Betriebe der Quecksilberdampfdruck höher
als io Atm., zweckmäßig höher als 2o Atm. ist.
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Es wurde gefunden, daß in dem Spektrum des bei diesen sehr hohen Quecksilberdampfdrücken
ausgesandten Lichtes die Linie =537 A sowie die angrenzenden Strahlen von längeren
Wellenlängen verhältnismäßig stark unterdrückt sind, und zwar um so mehr, als der
Quecksilberdampfdruck höher ist. Diese Unterdrückung dieser kurzwelligen Strahlen
ist bei der Lampe gemäß der Erfindung sehr vorteilhaft, da infolgedessen das Rhodaminpräparat
nur in geringerem Maße von diesem kurzwelligen Licht bestrahlt werden kann, was
hinsichtlich der Lichtechtheit der rotfluoreszierenden Rhodaminfarbstoffe von großer
Wichtigkeit ist. Es wurde gefunden, daß diese Stoffe Strahlen mit einer Wellenlänge
von etwa 2537 A stark absorbieren. Da diese Strahlen und die angrenzenden Strahlen
größerer Wellenlänge in der Entladungslampe gemäß der Erfindung stark unterdrückt
sind, können sie keine Verblassung des fluoreszierenden Stoffes herbeiführen. Es
wurde außerdem gefunden, daß die fluoreszierenden Rhodaminfarbstoffe Strahlen mit
einer zwischen 3000 und 5ooo Ä liegenden Wellenlänge, d. h. Strahlen jenes
Gebietes, in dem ein großer Teil des Lichtes liegt, das von Entladungen in Quecksilberdampf
der genannten sehr hohen Drücke ausgestrahlt wird, nur wenig absorbieren. Auch dies
ist für die Lichtechtheit der fluoreszierenden Schicht von großer Wichtigkeit, so
daß diese Schicht eine lange brauchbare Lebensdauer hat.
Es ist
bekannt, daß die Linie 253 m"; von dem den Lichtbogen umgebenden konzentrierten
Quecksilberdampf absorbiert wird. Bei der .erfindungsgemäßen Lampe tritt aber, zusätzlich
noch eine sehr starke Verbreiterung. des Bereiches. der absorbierten angrenzendei-j,
Strahlen größerer Wellenlänge auf. Dieser Bereich ist um so größer, je höher der
Druck ist.
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Die Quecksilber dampflampe kann im wesentlichen aus einem Quarzzylinder
von geringem Innendurchmesser, d. h. einem Durchmesser kleiner als 7 mm, zweckmäßig
kleiner als 4 mm, bestehen, der ein Gas, Quecksilber und feste Glühelektroden enthält,
die zweckmäßig durch die Entladung erhitzt werden. Die spezifische Belastung; d.
h. die Energieaufnahme je Zentimeter der Länge der Entladungsbahn; die Wärmeabgabefähigkeit
der Entladungslampe sowie die Lampengestalt sind dabei einander derart angepaßt,
daß der Quecksilberdampfdruck größer als io Atm. ist. Durch geeignete Wahl der genannten
Größen können Quecksilberdampfdrücke erreicht werden, die noch viel höher als ioAtm.
sind: Da die Strahlen in der Umgebung der 1_inie 2537 Ä um so mehr unterdrückt
werden, als der Quecksilberdampfdruck höher ist, werden in der Lampe gemäß der Erfindung
zweckmäßig Quecksilberdampfdrücke angewendet, die erheblich höher als i o Atm.,
z. B. höher als 20; 30, 40 oder 5o Atm., sind. Diese Entladungslampen weisen sehr
kleine Abmessungen und damit ein geringes Volumen auf, so daß sie leicht mit rotfluoreszierenden
Rhodaminschichten kombiniert werden können, ohne daß die Abmessungen der Lampe einschließlich
der Fluoreszenzschicht zu groß werden.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichdung näher erläutert, in der eine
Lampe gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt ist.
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In der Zeichnung besteht die zur Lichtaus-Strahlung dienende Entladungslampe
i aus einem Quarzzylinder mit einem Innendurchmesser von 3 mm und einem Außendurchmesser
von 6 mm; an ihren Enden befinden sich hakenförmig gebogene Elektroden 2 und 3,
die aus einem Wolframkerndraht bestehen, der mit einem dünneren Wolframdraht umwickelt
und dann mit Erdalkalioxyd überzogen worden ist. Die Wolframstromzuführungsdrähte
sind in einer dünnen Schicht aus Glas der folgenden Zusammensetzung eingeschmolzen:
88,3% SiO" 8;40'o B"03, 2,90/0 A1203, 0,4% Ca0.
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Diese Glasschicht ist unmittelbar mit dem Quarz verschmolzen. Die
Glühelektroden '2 und 3, die in einem Abstand von 15 mm voneinander angeordnet sind,
werden nicht von einem besonderen Heizstrom, sondern durch die Entladung auf die
für die Elektronenemission erforderliche Temperatur erhitzt. In der Lampe befindet
sich Argon unter einem Druck (bei: `Zimmertemperatur] von 1-ö mm Hg, und außerdem
enthält sie eine :;ewiss;e Quecksilbermenge.
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Die außerhalb der Entladungslampe vorragenden Teile 4 und 5 der Stromzuführungsdrähte
sind von Magnesiumoxydröhrchen 6 bzw. 7 umgeben, die an den Enden durch Metallkappen
8 bzw. 9 abgeschlossen sind, mit denen die Stromzüführungsdrähte verbunden sind.
Die Kappe 8 ruht in der Kontaktbuchse i o, während die Kappe 9 an der Feder i i
anliegt, die .sich in der Kontaktbuchse 12 befindet. Die Buchsen io und 12 sind
mittels Metallstäb:chen 13 bzw. 14 an dem aus Isolierstoff, ä. B. Porzellan, bestehenden
Sockel 15 befestigt; die Stäbchen 13 und 14 endigen in den Kontaktstücken 16 bzw.
17.
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An, diesem Sockel ist mit Hilfe der Schraube 18 eine trichterförmige
Metallkappe 19 befestigt, die ihrerseits den Glaskolben 2o trägt, der mittels der
Schrauben 21 mit der Kappe i9 verbunden ist.
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Auf der der Entladungslampe i zugekehrten Seite der- Kappe i g befindet
sich die Schicht 22, die einen rotfluoreszierenden Rhodaminfarbstoff enthält, z.
B. den als Rhodamin B 5oo bekannten Stoff. Dieser Stoff ist in einem Kondensationsprodukt
einer aliphatischen mehrbasischen Säure und .eines mehrwertigen Alkohols aufgelöst.
Als Kondensationsprodukt kann z. B. das Produkt angewendet werden, das aus symmetrischem
Dimethylglykol und Citronensäure erhalten werden kann. Dieses Kondensationsprodukt
kann in Aceton gelöst und der Rhodaminfarbst0ff in dieser Lösung dispergiert sein.
Das auf diese Weise erhaltene Gemisch wird auf der Innenseite der Kappe i9 als eine
dünne Schicht ausgestrichen: Die Entladungslampe i wird mit einer Stromstärke von
0,3 Amp. betrieben, wobei die Spannung zwischen den Elektroden 27o Volt ist
und der Quecksilberdampfdruck etwa 55 Atm. beträgt. Die Belastung der Lampe kann
dadurch eingestellt werden, daß im Zusammenhang mit den Abmessungen und der Gestalt
der Entladungslampe die geeignete Spannung der Stromquelle; aus der die Entladungslampe
gespeist wird, sowie der geeignete Wert der in Reihe mit der Lampe geschalteten:
Impedanz gewählt werden. Bei dem genannten hohen Quecksilberdampfdruck ist die Intensität
der durch die eingeschnürte Hochdruckentladung ausgesandten Strahlen mit einer Wellenlänge
von a537 Ä und der angrenzenden Strahlen mit längerer Wellenlänge verhältnismäßig
gering, so daß die verblassende
Wirkung, welche diese Strahlen
auf die fluoreszierende Schicht 22 ausüben könnten, gering ist. Außerdem hat ein
großer Teil des ausgesandten Lichtes eine Wellenlänge, für welche die Absorption
durch den fluoreszierenden Rhodaminfarbstoff gering ist (3ooo.@ bis 5ooo A). Dies
bringt eine Vergrößerung der nützlichen Lebensdauer der fluoreszierenden Schicht
und daher der Vorrichtung mit sich.