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Metalldampflampen sind Gasentladungslampen, in denen Metallatome durch Ionisation in einer elektrischen Entladung zum Leuchten angeregt werden.
Wird einem Valenzelektron eines Metallatoms in gasförmiger Phase eine bestimmte Mindestenergie (Stoßionisation durch den Stromdurchfluss) zugeführt, so geht das Elektron vom Grundzustand E1 in den gequantelten angeregten Zustand E2 über. Fällt das Elektron nun in seinen Grundzustand E1 zurück, so emittiert es ein Photon charakteristischer Frequenz. Darin ist h das Planck'sche Wirkungsquantum. Die Gesamtheit der auftretenden Frequenzen/Wellenlängen nennt man charakteristisches Spektrum des betreffenden Atoms. Alkalimetalle eignen sich gut für den Einsatz in Metalldampflampen, da sie nur ein freies Elektron besitzen und damit nur wenige, scharfe Spektrallinien erzeugen. So genannte Spektrallampen enthalten ein charakteristisches Element und dienen der Kalibrierung von Spektrometern. Die Spektrallinien werden, ausgehend von der niedrigsten Energie (der größten Wellenlänge) mit den Buchstaben des lateinischen Alphabets bezeichnet. So hat z.B. die i-Linie des Quecksilbers eine Wellenlänge von 356 nm bzw. eine Frequenz von 842,7 THz. Die meisten Metalldampflampen können nicht direkt mit Netzspannung betrieben werden. Sie benötigen ein Vorschaltgerät, was an die Leistung der Lampe angepasst ist.
Xenon-Gasentladungslampen: sind Hochdruck- bzw. Höchstdruck-Gasentladungslampen und nutzen die Strahlungsemission eines Lichtbogens und bestehen aus einem mit dem Edelgas Xenon gefüllten Quarzglaskolben in den zwei Elektroden eingeschmolzen sind.
Der Elektrodenabstand beträgt je nach Typ 2…15 mm. Sie zählen daher zu den Kurzbogenlampen. Die Zündung des Lichtbogens erfolgt durch das Anlegen einer Zündspannung von ca. 20…35 kV. Vorschaltgeräte regeln den Betriebsstrom. Die Betriebsspannung sinkt nach dem Zünden auf ca. 30…85 V ab. Der Druck der Xenon-Edelgasfüllung steigt beim Start von ca. 8 bar (0,8 MPa) auf bis zu 40 bar (4 MPa) an. Der hohe Druck verbreitert die Emissionslinien des Plasmas zu einem im sichtbaren Bereich nahezu kontinuierlichem Spektrum mit einer Farbtemperatur von ca. 6000 K. Der Druck liegt damit wesentlich höher als der von Quecksilberdampf-Hochdrucklampen. Dadurch sind die Lampen auch im kalten Zustand mit großer Vorsicht zu behandeln. Sie erfordern ein entsprechend sicher gestaltetes Lampenhaus. Oft sind Betriebslage und die Kühlung vorgeschrieben. Dotiertes oder beschichtetes Quarzglas filtert den UV-Anteil aus der Strahlung, wenn die Lampen für Beleuchtungszwecke eingesetzt werden. Durch den hohen Preis, wird die Xenon-Hochdrucklampe nur für spezielle Anwendungen wie z.B. Kinoprojektoren, das Pumpen von Festkörperlasern oder für Effektscheinwerfer eingesetzt.
Natriumdampflampen und Quecksilberdampf-Hochdrucklampen: Sie werden z.B. zur Straßenbeleuchtung eingesetzt oder allgemein zur Beleuchtung von großen Außenanlagen. Die im PKW eingesetzten „Xenonlampen“ sind eigentlich auch Quecksilberdampf-Hochdrucklampen (in Einzelfällen auch eingefärbte Glühlampen). Das im Kfz. verwendete „Xenonlicht“ wird durch Quecksilberdampflampen mit Xenon als Füll- bzw. Startgas erzeugt. Xenon wird hierbei nur als Startgas verwendet, um das gesetzlich geforderte Licht direkt nach dem Einschalten zu erreichen. Die Xenonentladung verdampft dann das flüssige Quecksilber, was bei Betriebstemperatur das Entladungsgas bildet. Xenon-Gasentladungslampen werden auch wegen ihres punktförmigen und weißen Lichtes für Filmprojektoren verwendet. Lampen mit einer besonders hohen Lichtleistung von über 100 Watt im sichtbaren Spektralbereich und sehr kleinem Brennfleck werden auch zur Materialbearbeitung verwendet. Xenon-Gasentladungslampen haben eine Lebensdauer von 1500…6000 Stunden. Ihre Lichtausbeute beträgt ca. 47…100 lm/W. Die Xenon-Gasentladungslampe wird auch als Blitzlampe in der Fotografie, beim Stroboskop oder der Geschwindigkeitskontrolle häufig eingesetzt.
Halogen-Metalldampflampen: enthalten neben den Metallen auch zusätzlich Halogene in der Füllung und weisen gegenüber Quecksilberdampf-Hochdrucklampen ein besonders farbtreues weißes Lichtspektrum auf. Sie werden unter anderem zur Beleuchtung von Geschäfts-Auslagen und in Tageslicht-Filmscheinwerfern (HMI) eingesetzt.