ENTWICKLUNGSGESCHICHTE UND HERSTELLUNG DER MODERNEN ELEKTRISCHEN LICHTQUELLEN. Von Dr.-Ing. A. Linker. LINKER: Entwicklungsgeschichte und Herstellung der modernen elektrischen Lichtquellen. Inhaltsübersicht. Die geschichtliche Entwicklung der verschiedenen künstlichen Lichtquellen wird eingehend geschildert. Dann wird die Herstellung der Leuchtfäden der bisher verwendeten Glühlampen auseinandergesetzt. Daran schließen sich experimentelle Untersuchungen über die Aenderung der Leuchtkraft mit der Glühlampenspannung, die zur Aufstellung der sogen. Lampencharakteristiken führen. Ihre Verwendung für die Leitungsberechnung wird erläutert. Zum Schluß werden Untersuchungen über die Farbe des Lichts verschiedener Lampen und die Bestimmung der relativen Helligkeit einzelner Strahlenarten angegeben. –––––––––– Die Kenntnis von dem lichtspendenden Feuer ist bei den Menschen schon sehr alt und spiegelt sich wieder in der Prometheussage der alten Griechen und im Vestakultus der Römer. Auch bei den Medern, Persern, Assyrern und Aegyptern soll nach den Darstellungen zeitgenössischer Schriftsteller in der Zeit höchster Entwicklung des Volkes schon ein großer Luxus bei der Beleuchtung der Tempel, Paläste und Straßen geherrscht haben. Wird es doch angegeben, daß man die Nächte vom Tage kaum habe unterscheiden können, indem nämlich an den Straßen und Plätzen große, mit flüssigem Fett gefüllte Vasen aufgestellt worden seien, deren Inhalt mit Hilfe eines dicken Dochtes verbrannte. Andere Lichtquellen bildeten später Kienenholzspäne, Harz-, Pech- und Wachsfackeln. Hier liegen schon die Anfänge einer Trennung des Lichts vom wärmenden Feuer, die jedoch erst bei der Oellampe des Altertums und der Stearinkerze des Mittelalters mehr hervortritt. Auch diese beiden Beleuchtungsarten sind immer mehr vervollkommnet worden, nicht zum mindesten dadurch, daß ihnen im Jahre 1792 ein scharfer Konkurrent in Gestalt des Steinkohlengaslichts erstand. Wenn auch schon im Jahre 1809 der englische Physiker Davy unter großen Schwierigkeiten und mit erheblichen Kosten einen Lichtbogen von etwa 16 cm Länge zwischen Metallstiften erzeugte, so erweckte erst das Erscheinen der Kohlenstiftbogenlampe 1845 neue Hoffnungen in der Beleuchtungstechnik. 1878 zeigte Th. A. Edison durch die Erfindung der elektrischen Glühlampe, wie man die Leuchtkraft in wirtschaftlicher Weise in kleineren Einheiten über größere Flächen verteilen kann. Schon glaubte man das Ende des Gaslichts gekommen zu sehen, da tauchte es in neuer veränderter und verbesserter Form als „Auersches Gasglühlicht“ in den 80 er Jahren zu gefährlichem Wettbewerb auf. Auch das im Jahre 1895 erscheinende Azetylenlicht bereitete infolge seines sonnenähnlichen Glanzes und billigen Preises dem elektrischen Glühlicht manche Schwierigkeiten und behauptet sich noch an Stellen, die vermöge ihrer Eigenart und Lage Gas oder Elektrizität nicht benutzen können, wie es z.B. bei einzelnen freistehenden Gebäuden, Gutshäusern, Schaubuden und dergl. der Fall ist. Diesen Errungenschaften auf Seiten der Gasbeleuchtung folgten nun nacheinander verschiedene Neuerungen auf elektrischem Gebiet. So wurden neue Glühlampen erfunden, und zwar: Das Nernst-Licht 1899, Osmium-Lampe 1900, Tantal-Lampe 1903, Osram-, Wolfram-, Zirkon-Lampen 1905. Daneben erschienen eine ganze Anzahl von Lampen mit Glühfäden verschiedener Zusammensetzung, die alle unter dem Sammelnamen „Metallfadenlampen“ in den Handel kamen. Da ihre Festigkeit jedoch noch viel zu wünschen ließ und sie deswegen nicht überall Verwendung finden konnten, wo man bisher Kohlenfadenlampen benutzt hatte, so war das Bestreben der Fabriken darauf gerichtet, den Glühkörper zur Erhöhung der Elastizität aus einem gezogenen Draht herzustellen. Das ist der Siemens & Halske A.-G., Berlin, im Jahre 1908 auch gelungen, indem sie für ihre „Wotanlampen“, deren Faden ursprünglich aus Wolfram und Tantal bestand, einen gezogenen Wolframdraht verwendete. Auf Grund von besonderen Vereinbarungen und Verbesserungen haben dann auch die Deutsche Gasglühlicht-A.-G., Berlin und die Allgem. Elektrizitäts-Ges., Berlin, für ihre Lampen ebenfalls gezogene Wolframdrähte eingeführt. Gleichzeitig mit der Vervollkommnung der Glühlampen wurden auch Verbesserungen an der von Arons 1892 erfundenen Quecksilberdampflampe (AEG) durch Cooper Hewitt (Westinghouse) gemacht, die 1902 zur Herstellung praktisch brauchbarer Formen führten. Durch Verwendung besonderer Glassorten erhielt man neue Formen, die unter den Namen Uviol- und Hageh-Lampe in den Handel gebracht wurden. Die neueste und jedenfalls aussichtsreichste Konstruktion scheint jedoch die Quarzlampe zu sein. Auch das Bogenlicht erfuhr mannigfache Verbesserungen. Auf die im Jahre 1879 durch die Gebr. Siemens & Co. in Charlottenburg vorgenommene Erhöhung der Leuchtkraft durch Zusätze von Strontium-, Calcium- und Baryumsalzen zu den Kohlen folgten die Bogenlampen der Körting und Matthießen A.-G., Leipzig, der Deutschen Gesellschaft für Bremerlicht in Neheim (Ruhr), die Effektbogenlampen von Siemens & Halske, die Becklampe, Reginalampe u.a.m. Bevor wir nun zu den einzelnen Lichtquellen übergehen, wollen wir uns zuerst mit dem Wesen der Lichterzeugung beschäftigen. Es gibt Körper, die schon bei relativ niedriger Temperatur leuchten und solche, die erst bei starker Erhitzung Lichtstrahlen aussenden. Zur ersten Gruppe könnte man die sogen. kalten Flammen, das Fluoreszenz- und Lumineszenzlicht rechnen, die zweite Gruppe würde man dann nach Helmholtz als „Temperaturstrahler“ bezeichnen. Typische Repräsentanten des kalten Lichts sind die Leuchtkäfer und Irrlichter, sowie das besonders in südlichen Meeren vorkommende Meeresleuchten, eine Erscheinung, die von dem matten Licht unzähliger Meeresinfusorien herrührt. Die Entstehung dieses Lichts ist bisher noch eben so wenig aufgeklärt, wie das Leuchten faulenden Holzes und der sogen. Geißlerschen Röhren. Dieses sind stark luftverdünnte Röhren mit eingeschmolzenen Platindrähten als Stromzuleitungen. Schließt man sie an einen Induktionsapparat an, der Wechselströme hoher Spannung erzeugt, so leuchtet das darin befindliche Luftgemisch mit blauviolettem Licht. MacFarlan Moore hat die Röhren mit Stickstoff gefüllt und erhält dadurch eine dem Tageslicht ähnliche Beleuchtung. Treffen die Strahlen der Geißlerschen Röhren auf Uranglas, Quarzkristalle, so bringen sie dieselben zum Fluoreszenzleuchten in verschiedenen Farben. Verwendet man dagegen Wechselströme sehr großer Schwingungszahl und hoher Spannung, sogen. elektrische Schwingungen, wie sie Nicola Tesla zuerst in großem Maßstabe erzeugt hat, so kann man schon durch das Hineinbringen luftleer gemachter Glasröhren in den von diesen Strömen beeinflußten Raum das Innere der Röhren zum Leuchten bringen. Hierbei wird fast die ganze elektrische Energie in Lichtstrahlung umgeformt. Vergleicht man damit die Ausnutzung der Energie in einer Glühlampe, so kommt man zu dem Resultat, daß die Lumineszenzlampe Teslas für 1 Watt elektrischen Verbrauch etwa 25000 HK abgeben würde. Bei demselben Verbrauch wie die Hefner-Lampe würde sie etwa 2000 HK liefern. Das Ideal der künstlichen Beleuchtung wäre damit erreicht, doch dürfte noch wegen der technischen Schwierigkeiten eine geraume Zeit verstreichen, ehe man praktisch brauchbare Lampen dieser Art wird herstellen können, so daß die Lumineszenzlampe, um mit Tesla zu sprechen, noch lange das Licht der „Zukunft“ bleiben wird. Bei der zweiten Art der Lichtquellen, welche man als „Temperaturstrahler“ bezeichnet, ist die Lichtentwicklung und Ausstrahlung eine Folge der starken Erhitzung fester Körper. Als Nebenprodukt erscheint dabei eine bisweilen nicht unbeträchtliche Wärmemenge, die nicht nur überflüssig ist, sondern außerdem das Licht stark verteuert. Nach Angaben von Lummer und Wedding beträgt das Verhältnis der als Licht auftretenden zu der gesamten verbrauchten Energie oder der sogen. Wirkungsgrad etwa   0,25 bis   1,5 v. H. bei Gaslicht,   1,2 „   1,5 „ „ Petroleum,   4,7 „   6,3 „ „ elektr. Kohlenfadenlampen, 12 „ 13 „ „ Nernstlicht, 19 „ 40 „ „ Bogenlicht. Betrachtet man die hierbei auftretenden Temperaturen, so zeigt es sich, daß Gas und Petroleum die niedrigste Temperatur (1700° C abs.), Bogenlampen die höchste (4000° C) besitzen. Daraus kann man den Schluß ziehen, daß ein Licht der zweiten Gruppe um so billiger sein wird, je höher die dabei verwendete Temperatur ist. Messungen von Lummer und Kurlbaum haben ergeben, daß die Leuchtkraft unter gewissen Bedingungen (absolut schwarzer Körper) sich etwa mit der zwölften Potenz der Temperatur ändert. Die Leuchtkraft glühender Körper ist außerdem noch von dem Lichtemissionsvermögen der Körper, d.h. dem Verhältnis der sichtbaren zur unsichtbaren Strahlung, abhängig, wie wir es später beim Auer-Licht und den Flammenbogenlampen sehen werden. Die Entstehung hoher Temperaturen ist eine Folge der Verbrennung von Wasserstoff oder Kohlenstoff in reiner Form oder deren Verbindungen. Diese Umwandlung bezeichnet man als Oxydation. Wir erkennen daraus, daß Stoffe, die keine Neigung zum Sauerstoff mehr besitzen, wie Calciumoxyd, Magnesiumoxyd und die Oxyde der seltenen Erden Thorium, Cerium, Lanthan, Zirkonium, womit die Gasglühstrümpfe getränkt werden, nicht verbrennen können. Die Produkte der Verbrennung anderer Körper sind Wasserdampf, Kohlensäure oder Kohlenoxyd. Da diese nicht leuchten, so kann eine Flamme mit solchen Verbrennungsprodukten kein Licht abgeben. Bei allen frei brennenden Flammen, die als Brennstoff Oel, Stearin, Paraffin, Wachs, Talg, Fett, Petroleum oder andere Kohlenwasserstoffe von flüssiger oder gasförmiger Beschaffenheit brauchen, gibt der auf die Entzündungstemperatur erwärmte Wasserstoff die Glühhitze, der dadurch stark erhitzte Kohlenstoff die Helligkeit der Flamme. Ohne das Vorhandensein unverbrannter Teilchen kann eine Flamme nicht leuchten. Zur Bestätigung dieser Tatsache braucht man nur einen Bunsenbrenner ohne und mit starker Luftzufuhr brennen zu lassen. Läßt man nämlich das Gas, wie es aus der Leitung strömt, frei in der Luft verbrennen, so zersetzt es sich infolge der Wärme in Wasserstoff und Kohlenstoff. In der Hitze des verbrennenden Wasserstoffes kommen nun die Kohlenstoffteilchen zum Glühen und oxydieren allmählich zu Kohlensäure am äußeren Rand der Flamme, wo sie mit dem Sauerstoff der Luft in Berührung tritt. Wird dagegen der Kohlenstoff durch starke Zufuhr von Sauerstoff oder Luft zu einem Brenner schon in der Flamme zu Kohlensäure verbrannt, so erscheint jetzt die Flamme des Bunsenbrenners nichtleuchtend und erzeugt eine stärkere Hitze, weil sie nicht mehr den Kohlenstoff als Ballast zu erwärmen hat. Hält man nun ein Platinblech in die Flamme, so wird dieses infolge der Erhitzung glühen und Licht ausstrahlen. Eine noch größere Helligkeit erhält man durch Einführen von Körpern in die Flamme, welche als Oxyde nicht mehr verbrennen, z.B. Kreide, Magnesia, Zirkonium-, Thorium-, Ceriumoxyd. Eine Anwendung dieses Verhaltens der Oxyde bildet das sogen. Drummondsche Kalklicht und die Benutzung der mit den seltenen Erden getränkten Glühstrümpfe zur Erzeugung des Gasglühlichts. (Fortsetzung folgt.)