113497. lajstromszámú szabadalom • Eljárás villamos energiának fénnyé való átalakítására
áramok szükségesek, célszerűen több 100 milliampere intenzitással, szóval sokszorosan erősebb áramok, mint amilyeneket elektron-ütközési csövekben használnak. 5 Jelen találmány szerint úgy kell továbbá összhangba hozni a gázok és gőzök nyomását az edény méreteivel és a primérelektronok sebességével, hogy a primérelektronok az elektronsugárforrás 10 és a világító tér fala között átlagban egynél több összeütközést szenvedjenek a gázmolekulákkal. Ezáltal az említett átlagos úthosszát meghosszabbítjuk az elektronsugárforrás és a fal egymástól 15 való geometriai távolságának többszörösére. mert a többszörös összeütközést szenvedő elektronok megtört útszakaszaival jelentékeny kerülő keletkezik. •— Az itt vázolt elvek adott esetekre való alkal-20 mazására alant még quantitativ adatokat is szolgáltatunk. Ha az eljárást a leírt elvek szerint ,végrehajtjuk, új jelenségeket tapasztalunk. Először is az erős ionizáció folytán 25 a világító térben nagyszámú lassú elektron keletkezik. Ezek oly erős kölcsönhatást fejtenek ki egymásra, hogy maguk is egy gázok módjára viselkedő közeget alkotnak, saját hőmérséklettel, az elek-80 tronhőmérséklettel. Ez annyit jelent, hogy az elektronok összes energiájukat ugyanazon törvények szerint osztják meg egymás között, mint a gázok molekulái. Ezt a jelenséget alacsony nyomású hi-35 ganyívben Langmuir fedezte fel, általános elméleti magyarázatát Gábor adta. Gábor kimutatta, hogy az elektronok fent jellemzett viselkedése akkor lép fel, ha a következő egyenlőtlenség áll fönn: •Vi -R -;r n —>2.10° . . . 1. „1?" gömbalakéi vagy hengeralakú edényeknél a fél átmérőt jelenti, más alakiL edényeknél egy ezzel egyenértékű méretet, „T" az elektronhőmérséklet voltokban ki-45 fejezve (1 volt 7733°-nak felel meg) „n" az egynemű elemi töltések száma, tehát — mivel a tér közelítőleg mentes villamos erőktől — ez úgy az elektronok, mint a pozitív ionok számát jelenti köbcentimé-5q terenként. Az ilyen villamosan semleges vagy közelítőiéig semleges, erősen ionizált gázt Langmuir nyomán rövidesen plazmának nevezzük. Példa: Egy gömbalakú, 3 cm sugarú 55 edényben köbcentiméterenként 1Q1 0 elektron és ugyanannyi ion van jelen. Az elektronokkal átlakosan 2 voltnyi .energiát közlünk; ebben az esetben az 1. képlet baloldalának értéke 7 .106 , vagyis nagyobb, mint 2.108 , következésképen a plazmában 60 saját elektronhőmérséklet áll elő. A primérelektronok energiájának gazdaságos kihasználására az elektronok útjának meghosszabbításán kívül még egy különleges új folyamatot hasznosítunk. Az 65 eljárásnak ez a további része azon az új felismerésen alapszik, hogy az erősen sűrített elektron gáz középsebességű elektronoktól jelentékeny energiát képes közvetlenül elvonni. Ezt az energiaátviteli fo- 70 lyamatot lehetőleg elő kell segíteni, mert a lassú plazmaelektronok energiáját jobb hatásfokkal hasznosíthatjuk fény előállítására, mint a középsebességű primérelektronokét .a gázmolekulákkal való ütközte- 75 téssel. Kimutatható, hogy a primérenergiáuak a plazmaelektronokra való átvitele csak akkor történhet jő hatásfokkal, ha a •következő képlet •szerinti egyenlőtlenség áll fönn: 80 ,,R", „T" és „n" jelentése itt is ugyanaz, mint fent. „E" a primérelektronok energiája voltban kifejezve, míg „V" azt a voltban kifejezett energiaveszteséget je- 85 lenti, amelyet egy primérelektron egy gázmolekulával való összeütközése alkalmával átlagosan szenved. Pál.dául higany esetében 100—200 volt sebességű elektronoknál „V" körülbelül 5 voltnak felel meg. go Ennek az energiaátvitelnek a hatásfoka, vagyis az „V' arány, amely a plazmaelektronoknak közvetlenül átadott energia viszonyát fejezi ki a primérelektronok egész energiaveszteségéhez viszonyítva, lényegileg függvénye és ,.a" növekedésével először meredekebben, majd lapoaibban emelkedik. Az 1. ábra mutatja közelítőleg „7!P " alakulását „a" függvényeként. Hogy ezt a hatásfokot elérhessük, a gáz- vagy gőznyomás megfelelő megválasztása szükséges. Ennek az az előfelté- 1Q0 tele, hogy az elektronok átlagos szabad úthossza „)." közelítőleg a következő egyenletnek feleljen meg: 2 — rn E V >v ~6.5 . 10« . y; JL. 3. 10 5 i Aj) x u ' Az egyes jelek értelme itt is a fenti ))Y ! p" a primérelektronok és a plazmaelektronok közötti energiaátvitel hatásfoka, amint azt az 1. ábra mutatja. no
