Verfahren zur Beeinflussung eines elektrischen Stromes mittelst Bestrahlung. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung eines elektrischen Stromes mit- telst Bestrahlung.
In der Technik werden oft Vorrichtungen benutzt, die optisehe Erscheinungen in elek trische überführen sollen. Als solche Vor richtungen sind Selen- und andere photoelek trische Zellen beispielsweise zu erwäbnen. Sie sind von grosser Bedeutung im Gebiete der sogenannten "sprechenden Films", für die Übermittlung von Bildern auf telegraphi schem oder radiotelegrapischem Wege usw. Eine Hauptbedingung solcher Vorrichtungen ist meist, dass die Umwandlung von Licht variationen in elektrische Erscheinungen mit möglichst geringer Trägheit erfolgt.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird der Strom beziehungsweise die Span nung in einem elektrischen Stromkreis mit- telst Bestrahlung beeinfiusst, und zwar in der Weise, dass diese Bestrahlung eine in diesem Stromkreis liegende elektrische Entladungs röhre trifft. Diese Entladungsröhre enthält eine Gas- beziehungsweise Dampfmenge (Hauptgas), deren Atome sich in metastabilen Zuständen befinden können. Diesem Gas be ziehungsweise Dampf ist eine geringe Menge eines andern Gases zugesetzt, dessen Atome durch metastabile Atome des Hauptgases ionisiert werden können.
Die Entladungsröhre kann zum Beispiel mit Neon gefüllt sein, dem eine geringe Ar- gonmenge, zum Beispiel 0,001 % zugesetzt ist.
Besonders gute Ergebnisse sind mit dem Verfahren nach der Erfindung zu erzielen, wenn die Bestrahlung durch Licht von solcher Wellenlänge erfolgt, dass es durch die in metastabilem Zustand befindlichen Atome absorbiert werden kann.
So kann zum Beispiel Neonlicht, wenn die Röhre die hier beispielsweise angegebene Gasfüllung besitzt, für die Bestrahlung vor teilhafte Verwendung finden.
Der Einfuss der Lichtstrahlen auf den elektrischen Stromkreis bei dem Verfahren nach der Erfindung hängt mit den meta- stabilen Zuständen des in der Entladungs röhre verwendeten Hauptgases zusammen. Die Entladung wird teilweise dadurch ver mittelt, dass Atome, die sich in metastabilem Zustande befinden, Atome des als Beimischung vorhandenen Gases ionisieren. Werden nun in metastabilem Zustand befindliche Atome des Hauptgases durch Licht von bestimmter Wellenlänge getroffen, so werden sie in mehr oderweniger grosser Anzahl aus diesem Zustand in einen nichtmetastabilen Zustand von hö herer Energie übergeführt.
In diesem Zustand ist die Lebensdauer dieser Atome so kurz, dass die Möglichkeit eines Zusammenstosses mit einem Atom der Beimischung überaus klein ist. Infolgedessen verringert sich sofort die durch die angelegte Spannung bewirkte Ioni- sierung in der Röhre und demgemäss der Entladungsstrom. In gleicher Weise ist es begreiflich, dass infolge von Bestrahlung die Durchschlagsspannung einer Entladungsröhre mit vorher erwähnter Gasmischung erhöht wird. Dadurch, dass das Mass, in dem der Strom herabgesetzt beziehungsweise die Durch schlagsspannung erhöht wird, vom Wert der Lichtvariationen abhängt, hat man in den Strom- beziehungsweise den Spannungsver änderungen ein Mittel, die Lichtvariationen zu registrieren und somit später wieder zu er zeugen.
Im nachfolgenden ist ein Verfahren nach der Erfindung beispielsweise anhand der Zeichnung erläutert.
In dieser Zeichnung bezeichnet 1 eine elektrische Entladungsröhre, die mit einem Hauptgas, zum Beispiel Neon, unter einem Druck von einigen cm Quecksilbersäule mit einem Zusatz von Argon gefüllt ist. Ein sehr geringer Prozentsatz dieses zweiten Gases, zum Beispiel 0,001%, genügt. Auch andere als die erwähnten Gase können verwendet werden, sofern dem Hauptgas die Eigenschaft zukommt, dass sich seine Atome in meta- stabilem Zustand. befinden und in diesem Zustand Atome der Beimischung ionisieren können,
zum Beispiel dadurch; dass die An regungsspannung eines solchen metastabilen Zustandes höher ist als die lonisierungsspan- nung der Beimischung. Zwischen den Elektro- den der Röhre 1 wird mit Hilfe einer Batterie 2, oder einer andern geeigneten Stromquelle eine genügend hohe Spannung, beispielsweise 500 Volt, über einen Widerstand 3 angelegt. Unter dem Einfluss dieser Spannung werden Atome des Hauptgases in metastabilen Zu stand versetzt, und diese Atome ionisieren in diesem Zustand Atome der Beimischung.
Es fliesst nun durch die Röhre ein schwacher Entladungsstrom von einigen Mikroamperes. Die dabei zwischen den Elektroden bestehende Spannungsdifferenz wird mit Hilfe irgend eines empfindlichen Instrumentes, zum Bei spiel eines Voltmeters 4, gemessen oder re gistriert, das in Reihe mit einem Widerstand 5 zwischen den Elektroden der Röhre ange schlossen ist. Eine schraubenlinienförmig ge wundene Neonlichtröhre 6 umgibt die Ent ladungsröhre 1. Diese Leuchtröhre wird, zum Beispiel durch einen Gleichrichter 7, gespeist und ist mit einer Glühkathode 8 und einer kalten Anode 9 versehen.
Wird nun der Schalter 10 geschlossen, so fliesst ein Strom durch die Röhre 6 und diese fängt an, Licht auszustrahlen, das die Entladung in der Röhre 1 beeinflusst. In dieser Röhre werden nämlich eine Anzahl in metastabilem Zustand befind licher Atome des Hauptgases infolge der Bestrahlung durch das Licht der Röhre 6 in einen nichtmetastabilen Zustand von höherer Energie versetzt, in dem sie so kurz bleiben, dass die Möglickeit von Zusammenstössen mit einem Atom der Beimischung nun sehr gering ist.
Die Iönisierung verringert sich somit und demgemäss der Entladungsstrom in der Röhre 1, was von einer Steigerung der Spannung zwischen den Elektroden dieser Röhre be gleitet wird. Wird umgekehrt der Schalter 10 geöffnet, so steigt der Strom in der Röhre 1 und fällt die Spannung zwischen den Elek troden. Unter Umständen kann infolge der Bestrahlung eine Spannungsänderung von annähernd 50 Volt beobachtet werden.
Die kräftigste Wirkung beobachtet man, wenn in dem von der Röhre 6 ausgestrahlter Lichte derjenige Teil des Wellenlängenspek trums stark vertreten ist, der durch die meta- stabilen Atome bei der in Frage kommenden Zustandsänderung absorbiert wird. Aus diesem Grunde kann, wenn die Entladungsröhre 1 als Hauptgas Neon enthält, Neonlicht vor teilhaft verwendet werden.
Da nur die Grösse und nicht die Richtung des Stromes in der Lichtröhre (i die Wirkung in der Röhre 1 beeinflusst, gewährt das Ver fahren auch ein Mittel, Intensitätsvaria tionen eines Wechselstromes in dem Strom kreis, in dem die Leuchtröhre 6 liegt, durch Variationen des Gleiehstromes in dem Strom kreis, in dem sieh die lichterhaltende Röhre 1 befindet, kenntlich zu machen. Man kann zu diesem Zweck die Röhre 6, die dann ge- wünschtenfalls zwei (Tlühdrahtelektroderr be sitzen kann, mittelst eines Wechselstromes speisen, der die zu beobachtenden Variationen erleidet.