Funktionsweise von Energiesparlampen und Leuchtstoffröhren
Die Funktionsweise von Leuchtstoffröhren und Energiesparlampen ist im Prinzip ganz einfach und lässt sich in drei Teilschritten erklären. Grundsätzlich leuchten die Lampen indem Elektronen durch die Röhren hindurchfließen. Doch lassen Sie uns schauen wie das bei diesen Leuchtmitteln im einzelnen funktioniert.
1. Startvorbereitung am Leuchtmittel
Zuerst werden die Heizwendeln an den Enden der Glasröhren erhitzt. Dies geschieht durch den Starter oder das elektrische Vorschaltgerät, bzw. den fließenden Strom. Dadurch erwärmt sich auch das Quecksilber in der Röhre und es beginnt gasförmig zu werden und sich zu verteilen. Ein weiterer Effekt ist es, das die Heizwendeln später als Anode und Kathode dienen und dabei natürlich Elektronen in das innere der Röhre abgeben sollen. In warmen Zustand funktioniert dies wesentlich besser. Das erhitzen der Heizwendeln bereitet also den Startvorgang vor.
2. (Licht) Strahlungserzeugung im Leuchtmittel
Danach wird durch das Elektronische Vorschaltgerät, oder bei einem konventionellem Vorschaltgerät durch die Drossel eine sehr hohe Spannung (bis 1.000 Volt) an die Heizwendeln angelegt. Dies führt dazu das der Strom durch die gasgefüllte Röhre fließt. Ist dieser Zustand erreicht sinkt die Spannung auf etwa 100 Volt ab und die Lampe befindet sich im „normalen“ Betrieb. Dabei fließen die Elektronen durch die Röhre. Häufig kollidieren Sie dabei mit den 
Quecksilberatomen die in der Lampe gasförmig verteilt vorliegen. Dabei wird Energie and die Quecksilberatome abgegeben. Durch dieses „Anrumpeln“ werden Elektronen, die sich auf der äußersten Schale des Quecksilberatoms befinden, in einen Zustand höherer Energie versetzt und auf eine höhere Schalenschicht (siehe dazu Atommodell) befördert. Dieser Zustand dauert jedoch nur sehr kurz, denn die Elektronen werden sogleich durch die Anziehungskräfte des Atoms wieder auf ihre ursprüngliche Schale (Bahn) zurückgezogen. Dabei geben Sie Energie in Form von ultravioletter Strahlung ab. Diese ultraviolette Strahlung ist für das Leuchten der Röhre verantwortlich und ermöglicht die Funktionsweise von Energiesparlampen. Doch wie wird daraus nun „normales“ Licht?
- Quecksilberatome werden durch die Elektronen zum leuchten angeregt.
3.Funktionsweise der Lichtumwandlung in Energiesparlampen
Da das ultraviolette Licht für das menschliche Auge nahezu unsichtbar ist und in Übermaßen auch nicht gesund ist muss das Licht umgewandelt werden in Licht dem das Wahrnehmungsvermögen des menschlichen Auges gut angepasst ist. Dies geschieht an den Wänden der Glasröhre. Auf diese werden Leuchtstoffe aufgetragen, die das Ultraviolette Licht absorbieren (schlucken, aufnehmen) und in Licht mit einer bestimmten Wellenlänge umwandeln die für uns gut sichtbar und unschädlich ist. Dieses Licht strahlt jedoch mit einer sehr eng umgrenzten Wellenlänge, z.B. im grünen Bereich. Da es nicht besonders gut wäre wenn die Lampen jetzt nur grünes Licht abgeben würden, kombiniert man einfach mehrere Leuchtstoffe miteinander, die andere Wellenlängen des Lichtes abgeben. Ohne diese Leuchstoffe wäre die Funktionsweise einer Energiesparlampe gar nicht möglich. Eine Normale Leuchtstofflampe hat dabei 3 Leuchtstoffe, die verschieden kombiniert werden können und so verschiedene Lichtfarben (warmweiß, kaltweiß, tageslichtweiß) aussenden können. Dadurch das die Leuchtstoffe jedoch nur in einem sehr eng begrenzten Frequenzbereich Licht abgeben ist die Verteilung der Lichtfarben nicht ganz so homogen wie bei einer Glühlampe. Daher haben Leuchtstoffröhren in der Regel einen schlechteren Farbwiedergabeindex. Dieser Nachteil lässt sich etwas ausgleichen, indem man fünf Leuchtstoffe kombiniert, die dann eine bessere Farbwiedergabe aufgrund der homogeneren Lichtverteilung ermöglichen. Leider sind diese sog. Fünfbandenleuchtstoffe nicht so effizient wie die Dreibandenleuchtstoffe.
- Lichtumwandlung in einer Energiesparlampe
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