Aufbau und Funktionsprinzip
Joachim Herz Stiftung/Ingolf Sauer
Bei Leuchtstofflampen sorgt im Gegensatz zu Glühlampen und Halogenlampen keine zum Glühen gebrachte Glühwendel für Licht. In Leuchtstoffröhren werden Quecksilberatome durch Stöße mit Elektronen zur Lichtemission angeregt. Quecksilberatome senden dabei jedoch zum großen Teil UV-Licht aus, das für Menschen nicht sichtbar ist: Auch kann zu viel UV-Licht die Haut schädigen, z.B. bei einem Sonnenbrand. Daher sind die Leuchtstofflampen von innen mit einem speziellen Leuchtstoff (daher auch der Name) beschichtet. Dieser Leuchtstoff fluoresziert, wenn UV-Licht auf ihn trifft (vgl. Abb. 1). Der Leuchtstoff wandelt so das von den Quecksilberatomen ausgesendete UV-Licht in sichtbares Licht um.
Dennoch enthalten auch Leuchtstofflampen eine Art Glühwendel, die jedoch als Heißkathode bezeichnet wird und dazu dient, Elektronen zu emittieren, die anschließend im elektrischen Feld zwischen Anode und Kathode beschleunigt werden und mit den Quecksilberatomen stoßen.
Start (Zündung) von Leuchtstofflampen
Beim Einschalten einer Leuchtstofflampen muss - im Gegensatz zur Glühlampe - ein höherer Aufwand getrieben werden: Nach dem Schließen des Schalters S zündet die Glimmlampe und erwärmt sich. Dadurch erwärmt sich der Thermoschalter und schließt den parallel zur Lampe geschalteten Kreis. Nun kann Strom durch die Spule und die Glühkathoden (eine an jedem Ende der Röhre) fließen. Dadurch wird das Gas um die Glühkathoden erhitzt, was die spätere Zündung des Füllgases erleichtert. Der geschlossene Thermoschalter überbrückt aber die Glimmlampe, so dass diese erkaltet und sich der Thermoschalter wieder öffnet. Der Strom durch den Starter wird unterbrochen, wodurch es in der Vorschalt-Spule zu einer Spannungsspitze kommt, welche die Zündung der Leuchtstoffröhre bewirkt. Die Quecksilberatome werden ionisiert und durch die beschleunigten Elektronen zur Lichtaussendung angeregt.
Nach dem Zünden fließt Strom nur noch über die Gasstrecke der Leuchtstofflampe, der parallelgeschaltete "Starter-Kreis" ist offen. Dabei sorgt ein Vorschaltgerät für den richtigen Lampenstrom.
Anregung von Leuchtstofflampen durch Wechselfelder
Die Quecksilberatome im Inneren einer Leuchtstofflampe können auch durch ein starkes äußeres elektromagnetisches Feld zum Leuchten angeregt werden. Wenn du einen Luftballon an einem Wollpullover reibst und dann im Dunkeln mit der Leuchtstofflampe am Luftballon entlangfährst, leuchtet die Leuchtstofflampe kurz leicht auf.
Deutlich sichtbar wird der Effekt, wenn du eine Leuchtstofflampe in die Nähe einer Plasmakugel hältst (siehe Abb. 3). Die Plasmakugel arbeitet mit hohen Wechselspannungen (aber nur minimalen Strömen), deren elektrisches Feld dafür sorgt, dass die Quecksilberatome angeregt werden und die Lampe aufleuchtet.
Trägst du unterhalb von Hochspannungsleitungen eine Leuchtstofflampe mit dir, so beginnt diese hier ebenfalls zu leuchten.