Drucksenkung in Gasentladungröhren
Verfasst: So 11 Mär, 2018 12:21 pm
Hallo Freaks,
ich bin mal wieder am "Basteln" und da sind mir bestimmte Phänomene bei Gasentladungsröhren aufgefallen, die mittelbar auch etwas mit Laserröhren zu tun haben, soweit ich mit erinnere.
Vielleicht kennt sich ja einer von Euch damit aus (wovon ich jetzt mal ausgehe...).
Zunächst habe ich eine Gasentladungsröhre gebaut, links und rechts je eine eingeschmolzene Elektrode aus Aluminium, das ganze mit Hilfe einer Drehschieberpumpe leergepumpt, so ca. 0,1 Torr (also etwa 0,13 hPa) und dann ein bischen Gas eingefüllt (natürlich edles Argon), die Röhre bei 350°C ausgeheizt, mehrere Gasspülungen durchgeführt, abgeschmolzen und eine gleichgerichtete Hochspannung angelegt, so ca. 2 kV. Nun, wie zu erwarten, zeigte sich eine schöne Gasentladung
, siehe Foto1. (Sorry für die schlechte Bildqualität, aber das läuft ja alles mehr im Dunkeln ab...)
Wird nun die Entladung längere Zeit fortgeführt, so sinkt allmählich der Strom, während die Glimmentladung zusehends schwächer wird, dafür aber die Fluoreszenz im Glas zunimmt (freie Elektronen "Kathodenstrahlen", die auf das Glas treffen), schließlich fließt bei 2kV gar kein Strom mehr, man muß die Spannung erhöhen, damit wieder etwas geschieht, bei einer meiner Röhren bin ich schließlich bei ca. 15kV angekommen, damit sich was tut, siehe Foto2; Da fängt auch der Geigerzähler an zu ticken, alles also untrügliche Zeichen auf einen drastisch sinkenden Gasdruck, d.h. die Gasentladung durch ionisierte Gasatome wird immer schwächer, während die freie Weglänge der Elektronen immer mehr zunimmt, bis diese dann schließlich auf die Anode prallen und unter Emission hochenergetischer Strahlung abgebremst werden . Die Frage ist nun, wie dieser Abfall des Gasdruckes durch das Brennen der Gasentladung verursacht wird. Ähnliches wird ja auch bei Laserröhren berichtet, nämlich dass bei längerem Betrieb der Gasdruck in der Röhre wieder sinkt, wenn diese z.B. länger gestanden haben. Allein über den Mechanismus dieser Drucksenkung kann ich nichts finden. Irgendwo müssen die (Edel)Gasatome ja hin.
Ich habe eigentlich nur eine mögliche Hypothese: Es könnte die Selbst-Getterung der Röhre durch die Aluminium-Elektroden sein, auch wenn Aluminium nur sehr wenig sputtert, könnte es zur Reaktion des Al mit den Gasionen kommen. Ist aber eben nur eine Hypothese, vielleicht kennt von Euch einer den wahren Grund und postet ihn hier.
Keep beaming!
Matthias
ich bin mal wieder am "Basteln" und da sind mir bestimmte Phänomene bei Gasentladungsröhren aufgefallen, die mittelbar auch etwas mit Laserröhren zu tun haben, soweit ich mit erinnere.
Vielleicht kennt sich ja einer von Euch damit aus (wovon ich jetzt mal ausgehe...).
Zunächst habe ich eine Gasentladungsröhre gebaut, links und rechts je eine eingeschmolzene Elektrode aus Aluminium, das ganze mit Hilfe einer Drehschieberpumpe leergepumpt, so ca. 0,1 Torr (also etwa 0,13 hPa) und dann ein bischen Gas eingefüllt (natürlich edles Argon), die Röhre bei 350°C ausgeheizt, mehrere Gasspülungen durchgeführt, abgeschmolzen und eine gleichgerichtete Hochspannung angelegt, so ca. 2 kV. Nun, wie zu erwarten, zeigte sich eine schöne Gasentladung
, siehe Foto1. (Sorry für die schlechte Bildqualität, aber das läuft ja alles mehr im Dunkeln ab...)Wird nun die Entladung längere Zeit fortgeführt, so sinkt allmählich der Strom, während die Glimmentladung zusehends schwächer wird, dafür aber die Fluoreszenz im Glas zunimmt (freie Elektronen "Kathodenstrahlen", die auf das Glas treffen), schließlich fließt bei 2kV gar kein Strom mehr, man muß die Spannung erhöhen, damit wieder etwas geschieht, bei einer meiner Röhren bin ich schließlich bei ca. 15kV angekommen, damit sich was tut, siehe Foto2; Da fängt auch der Geigerzähler an zu ticken, alles also untrügliche Zeichen auf einen drastisch sinkenden Gasdruck, d.h. die Gasentladung durch ionisierte Gasatome wird immer schwächer, während die freie Weglänge der Elektronen immer mehr zunimmt, bis diese dann schließlich auf die Anode prallen und unter Emission hochenergetischer Strahlung abgebremst werden . Die Frage ist nun, wie dieser Abfall des Gasdruckes durch das Brennen der Gasentladung verursacht wird. Ähnliches wird ja auch bei Laserröhren berichtet, nämlich dass bei längerem Betrieb der Gasdruck in der Röhre wieder sinkt, wenn diese z.B. länger gestanden haben. Allein über den Mechanismus dieser Drucksenkung kann ich nichts finden. Irgendwo müssen die (Edel)Gasatome ja hin.
Ich habe eigentlich nur eine mögliche Hypothese: Es könnte die Selbst-Getterung der Röhre durch die Aluminium-Elektroden sein, auch wenn Aluminium nur sehr wenig sputtert, könnte es zur Reaktion des Al mit den Gasionen kommen. Ist aber eben nur eine Hypothese, vielleicht kennt von Euch einer den wahren Grund und postet ihn hier.
Keep beaming!
Matthias
, aber bei den laserröhren isses noch so, das ein zusätzliches bestimmtes Metallfähnchen für ( ja... wie soll ich mich ausdrücken ... ) eine Auffrischung/Umwandlung sorgt.