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Abstract

Starting from former investigations of pure Ar[BOND]Hg mixture plasmas in parameter ranges typical of fluorescent lamps we studied the influence of additional admixtures of molecular gases (N2, H2) on the energy transfer from the electrons heated by an electric field to the lowest excited states of Hg atoms which are the energy source for the resonance radiation production. By calculation of the different power loss rates via solving the appropriate Boltzmann equation for three component mixture plasmas it was found that already a threshold level of molecular impurities of about 10−4 Torr leads to a marked energy dissipation by the impurities and thus to a pronounced reduction of the efficiency of the resonance radiation production. This is caused by the great effectivity of vibrational excitation of molecules in electron collisions due to the great cross sections for such collisions and their low thresholds.

Der Einfluß von Molekülgasbeimischungen auf die Effektivität der Strahlungserzeugung in Ar[BOND]Hg-Mischplasmen in Leuchtstofflampen

Ausgehend von früheren Untersuchungen zu reinen Ar[BOND]Hg-Mischplasmen unter typischen Parameterbedingungen in Leuchtstofflampen untersuchen wir den Einfluß zusätzlicher Molekülgasbeimischungen (N2, H2) auf die Energieübertragung von den durch ein elektrisches Feld geheizten Elektronen auf die untersten Anregungszustände der Hg-Atome, welche energetisch die Quelle der Resonanzstrahlung darstellen. Durch Berechnung der verschiedenen Leistungsverlustraten vermittels der Lösung der adäquaten Boltzmann Gleichung für 3 Komponenten-Mischplasmen wurde gefunden, daß bereits ein Schwellwert der molekularen Verunreinigungen von etwa 10−1 Torr zu ausgeprägter Energiedissipation durch die Verunreinigungen und somit zu einer merklichen Absenkung der Effektivität der Resonanzstrahlungserzeugung führen. Dies wird verursacht durch die große Effektivität der Schwingungsanregung der Moleküle bei Elektronenstößen, da die entsprechen den Stoßquerschnitte groß und ihre Einsatzpotentiale niedrig sind.