Wenn man sich nun von derartigen Konzepten, wie postulierten elementaren Resonatoren und postulierten Sprüngen in den Elektronenbahnen von Atomen freimacht, dann ist folgendes feststellbar:

- Es kann kein Zweifel darüber bestehen, daß einzelne Gasatome in der Lage sind, Licht zu emittieren, denn die Sonne ist ein Gasball, welcher bekanntlich ganz gewaltige Mengen von Licht emittiert.

- Auf der anderen Seite ist es zumindest in Kreisen von Astronomen bekannt, daß von der Sonne ein mehrere hunderttausend °C heißer Sonnenwind abgegeben wird, welcher jedoch erstaunlicherweise nur äußerst schwach abstrahlt, so daß ein gerichtete Bewegung von mit hoher Geschwindigkeit durch den leeren Raum eilenden Atomen wohl noch kein ausreichendes Kriterium darstellt, damit es zu einer Lichtemission kommt.

 

Wenn man nun der Frage nachgeht, zu welchem Zeitpunkt ein Atom am ehesten in die Lage versetzt wird, um einen Lichtemissionsvorgang vornehmen zu können, dann ist zuerst festzustellen, daß einzelne Atome stabile Gebilde sind, welche rein aus Energieerhaltungsgründen wohl kaum dazu neigen, Licht emittieren zu wollen. Der kritischste Zeitpunkt in dem Leben eines einzelnen Gasatoms ist dann wohl jener, bei welchem dasselbe mit einem anderen Gasatom kollidiert, weil dann im Rahmen eines derartigen Kollisionsvorgangs ausreichend Kollisionsenergie zur Verfügung gestellt wird, um damit einen Lichtemissionsvorgang durchführen zu können.

Wenn man im Sinn der auf Daniel Bernoulli zurückgehenden Gastheorie davon ausgeht, daß der Lebensablauf eines einzelnen Gastatoms innerhalb eines Gases in einer monotonen Abfolge von Geradeausflug-Kollision-Geradeausflug etc. besteht, und wenn darüber hinaus auch noch bekannt ist, daß während dieser monotonen Abfolge von Ereignissen eine thermische Abstrahlung nach außen hin erfolgt, dann ergibt sich die etwas überraschende Erkenntnis, daß bis zum heutigen Tage im Rahmen der Quantenphysik immer nur die eine Möglichkeit in Erwägung gezogen wurde, daß nämlich diese thermische Abstrahlung jeweils während des Geradeausflugs der einzelnen Gasatome erfolgt, während die zweite Alternative, daß nämlich diese thermische Abstrahlung zum Zeitpunkt der jeweiligen Kollisionen zwischen Gasatomen stattfindet, zu keinem Zeitpunkt ernsthaft in Erwägung gezogen wurde. Dies erscheint dabei umso erstaunlicher, als es der Menschheit zumindest seit den Zeiten des Neandertalers bekannt war, daß optische Erscheinungen in Verbindung mit Feuersteinen immer dann aufzutreten pflegen, wenn man zwei Feuersteine aneinander schlägt, nicht aber, solange man einen Feuerstein einzeln durch die Luft wirft, so daß eine Übertragung dieses Phänomens auf Gasatome durchaus naheliegend gewesen wäre.

Daß dieser Gedanke einer Lichtemission bei gegenseitigen Kollisionen zwischen Gasatomen den tatsächlichen Gegebenheiten entspricht, ergibt sich anhand von fünf Befunden, welche in dem folgenden aufgelistet werden sollen:

Befund 1

Während Max Planck aufgrund bestehender Analogien der Maxwellverteilung - d.h. der Geschwindigkeitsverteilung von Atomen innerhalb eines Gases - einerseits und der Wienschen bzw. Planckschen Strahlungskurve andererseits eine ziemlich willkürliche Quantisierung von Energiewerten vorgenommen hatte, erscheint nunmehr eine besondere Quantisierung der auftretenden Ereignisse gar nicht mehr erforderlich, weil bei einem Gas mit einer endlichen Anzahl von Gasatomen innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums auch nur eine endliche Anzahl von Kollisionsereignissen auftreten, ein besonderer Quantisierungsvorgang somit von vornherein gegeben ist. Aus diesem Grunde erscheinen die bestehenden Analogien zwischen kinetischer Gastheorie einerseits und den Strahlungskurven schwarzer Körper andererseits auch rationell irgendwie verständlich, weil zumindest im Fall von Gasen die Geschwindigkeitsverteilung von Gasatomen und die sich ergebenden Kollisionsenergien bei der Lichtemission kausal miteinander zusammenhängende Phänomene darstellen.

Befund 2

Während ein von der Sonne ausgehender Sonnenwind für sich nur sehr schwache Abstrahlungsphänomene hervorruft, erzeugt derselbe bei Kollision mit anderen Objekten vielfach ganz ausgeprägte optische Erscheinungen, welche in Verbindung mit der Erdatmosphäre beispielsweise als "Airglow" oder in Verbindung mit entlang stark exzentrischer Bahnen durch den Weltraum ziehender schmutziger Schneebälle als "Kometenschweif" bezeichnet werden. Dieser Umstand muß dabei als Hinweis für die Richtigkeit der gemachten Annahme gewertet werden.

Befund 3

In den Spektrallinien von Atomen treten bekanntlich immer wieder Summen- und Differenzfrequenzen auf, so z.B. bei den Spektrallinien des Wasserstoffs, welche in Frequenzfrom der folgenden Balmerschen Gleichung genügen:

f = fo . (1/m2 - 1/n2)

wobei f die Frequenz der jeweiligen Spektrallinie, fo die sogenannte Rydbergfrequenz mit ihrem Zahlenwert von 3,288 . 1015 [sek-1] und m und n ganzzahlige Zahlenwerte gleich oder größer als 1 sind. Die auftretenden Frequenzdifferenzen müssen dabei als Hinweis gewertet werden, daß es sich bei den Spektrallinien von Gasatomen um Modulationsprodukte handelt, welche durch Differenzbildung der Frequenzen von jeweils zwei schwingenden Systemen gebildet werden, wobei diese zwei schwingenden Systeme mit den beiden Gasatomen während eines Kollisionsvorgangs gleichzusetzen sind. Anders ausgedrückt, der Umstand, daß in den Spektrallinien von Gasatomen Summen- und Differenzfrequenzen auftauchen, ergibt einen unmittelbaren Hinweis in der Richtung, daß bei Gasatomen das verursachende Phänomen von elektromagnetischer Strahlung eine Kollision zwischen einzelnen Gasatomen ist.

Befund 4

Aus der Astronomie sind sogenannte Novasterne bekannt, welche vielfach in regelmäßigen Zeitabständen gewaltige Helligkeitsausbrüche zeigen, bei denen die Helligkeit des betreffenden Sterns kurzzeitig um mehr als zehn Größenklassen ansteigt. Anhand des Dopplereffekts ist erkennbar, daß bei einem derartigen Ereignis die äußere Sternhülle des jeweiligen Novasterns sehr abrupt mit Geschwindigkeiten zwischen 1000 und 3000 km/sek in den umgehenden Raum abgestoßen wird. Der sich ergebende Materieverlust ist dabei jedoch relativ gering und beträgt nur etwa 0,1 bis 1 %o der ursprünglichen Sternmasse. Da innerhalb der abgestoßenen Sternhülle wegen der relativ niedrigen Temperaturen zwischen 10 000 und 20 000°C eine Heliumfusion wohl kaum stattfinden kann, war zumindest bisher schlecht erklärbar, wie ein derartiger Helligkeitsanstieg auf das Millionenfache sich über längere Zeiträume von einigen Monaten hinweg erstrecken kann, weil eine derartige abgestoßene Sternhülle wegen fehlender Energiezufuhr sich relativ schnell abkühlen müßte. Da es unbestreitbar sein dürfte, daß bei dem Absprengvorgang einer äußeren Sternhülle die Anzahl und die Intensität der stattfindenden Kollisionen zwischen einzelnen Gasatomen sehr stark ansteigt und dabei in ausreichendem Maße kinetische Bewegungsenergie zur Verknüpfung steht, muß dies als ein Hinweis gewertet werden, daß bei Novaereignissen Kollisionen zwischen einzelnen Gasatomen zumindest eines der kausalen Phänomene für die sehr starke Zunahme der Lichtemission sind.

Befund 5

Dieser fünfte Befund erscheint eigentlich am erstaunlichsten. Entsprechend allgemein akzeptierter Lehrmeinung hat sich unser Sonnensystem vor einigen Milliarden Jahren aus einer stark turbulenten rotierenden Gaswolke herauskondensiert. Dabei wird jedoch immer wieder auf den recht merkwürdigen Umstand hingewiesen, daß die Planeten des Sonnensystems, welche nur etwa 1 %o der Gesamtmasse des Sonnensystems ausmachen, praktisch 99,9 % des Gesamtdrehimpulses desselben besitzen, während das Zentralgestirn der Sonne, welche praktisch die Gesamtmasse des Sonnensystems enthält, kaum noch überschüssige Rotationsenergie besitzt, indem die Sonne sich in ihrem Äquatorialbereich nur etwa einmal in 25 Tagen um die eigene Achse herumdreht. Dies erscheint insoweit etwas widersinnig, weil die Sonne bei ihrer Formung aus einer weit über die Planetenbahnen hinausreichenden Gaswolke im Hinblick auf den bekannten Piruetteneffekt von Eiskunstläufern eigentlich mit ganz abenteuerlichen Rotationsgeschwindigkeiten rotieren müßte, was jedoch nicht den tatsächlichen Gegebenheiten entspricht. Die bestehenden Schwierigkeiten werden jedoch sogleich eliminiert, wenn man davon ausgeht, daß bei der Kollision von Gasatomen elektromagnetische Strahlung abgegeben wird. Auf diese Weise ergibt sich nämlich ein sehr wirksamer Mechanismus, wie kinetische Bewegungenergie von Materie in elektromagnetische Strahlung umgesetzt werden kann. Mit anderen Worten, der Umstand, daß die Sonne sich vor Milliarden Jahren aus einer stark tubulenten Gaswolke herauskondensiert hat, heute jedoch praktisch keine Rotationsenergie mehr besitzt, muß als unmittelbaren Hinweis gewertet werden, daß die innerhalb eines heißen Gases auftretende Lichtemission durch Kollision zwischen einzelnen Gasatomen hervorgerufen wird.

Wenn man einen derartigen Entstehungsmechanismus für Licht innerhalb eines heißen Gases als Tatsache anerkennt, dann ergeben sich daraus noch die folgenden Konsequenzen:

1. Einzelne Gasatome haben an sich keine Temperatur, sondern allenfalls eine Eigengeschwindigkeit, so daß sie einzeln, d.h. beim Geradeausflug weder Licht emittieren noch absorbieren können, was wohl auch als Grund anzusehen ist, warum atomare Gase zumindest bei niedrigeren Temperaturen optisch transparente Stoffe darstellen. Eine Möglichkeit zur Lichtemission und Lichtabsorption ergibt sich nur, wenn zwei Gasatome miteinander kollidieren, weil erst dann ein schwingungsfähiges System gebildet wird.

2. Da Kollisionen zwischen einzelnen Gasatomen einen determinierten Vorgang darstellen, entfällt zusätzlich die in der Quantenphysik postulierte Indeterminiertheit atomarer Vorgänge. (Siehe Albert Einstein: Gott würfelt nicht!)

3. In der kinetischen Gastheorie wird allgemein davon ausgegangen, daß es sich bei Kollisionen zwischen einzelnen Gasatomen um rein elastische Stöße handelt. Während dies bei niedrigen Temperaturen, d.h. relativ kleinen atomaren Geschwindigkeiten zuzutreffen scheint, müssen die bei höheren Temperaturen, d.h. größeren Geschwindigkeiten auftretenden Kollisionen zwischen Gasatomen in zunehmenden Maße als nur teilweise elastisch angesehen werden, weil ein Teil der bei einer Kollision zwischen Gasatomen auftretenden Kollisionsenergie in Strahlungsenergie zur Umsetzung gelangt.

 

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die sich daraus ergebenden Erkenntnisse dazu herangezogen, um eine neuartige Lichtquelle zu schaffen.

Gemäß Figur 1 weist die erfindungsgemäße Lichtquelle zwei Hochdruckbehälter 1 und 2 auf, welche mit chemisch nicht miteinander reagierenden Gasen, beispielsweise Stickstoff und Argon gefüllt sind. Der Druck innerhalb dieser Hochdruckbehälter 2, 3 beträgt dabei mehr als 300 kg/cm2. Diese beiden Hochdruckbehälter 1, 2 sind über entsprechende Rohrleitungen 3, 4 und Absperrventile 5, 6 mit zwei Düsen 7, 8 verbunden, welche im Hinblick auf ihren Düsenquerschnitt eine Querschnittsverringerung von mehr als 1000 aufweisen. Die Konfiguration der Düsen 7, 8 in Verbindung mit dem Druck der innerhalb der Hochdruckbehälter 1, 2 befindlichen Gase ist dabei derart gewählt, daß im Bereich der vorderen Enden der Düsen 7, 8 Gasaustrittsgeschwindigkeiten von einigen zehn Kilometern pro Sekunde auftreten.

Unter Einsatz eines Ständers 9 und eines daran befestigten Bügels 10 werden die beiden Düsen 7, 8 in einem relativ kurzen gegenseitigen Abstand von etwa 1 cm derart positioniert, daß sie in etwa fluchtend entlang einer gemeinsamen Achse aufeinander ausgerichtet sind. Durch Aktivierung der beiden Absperrventile 5, 6 kann erreicht werden, daß es im mittleren Bereich zwischen den beiden Düsen 7, 8 zu einer Kollision zwischen den beiden Gasstrahlen kommt, wodurch einzelne Gasatome auf mechanische Weise zu einer Lichtemission angeregt werden.

Aufgrund des Umstandes, daß die beiden Hochdruckbehälter 1, 2 mit unterschiedlichen atomaren Gasen, wie Stickstoff oder Argon gefüllt sind, und unter Berücksichtigung des Umstandes, daß entsprechend der Balmerschen Gleichung zumindest bei der Lichtemission von Wasserstoff jeweils Frequenzdifferenzen auftreten, ist davon auszugehen, daß die im Bereich zwischen den beiden Düsen 7, 8 gebildete Lichtquelle eine spektrale Verteilung aufweist, bei welcher Frequenzdifferenzen auftreten, die den Differenzen der Eigenschwingungen der unterschiedlichen Gasatome entsprechen. Da die beiden Hochdruckbehälter 1 und 2 mit einer ganzen Reihe von unterschiedlichen Gasen gefüllt werden können, lassen sich auf diese Weise eine sehr große Anzahl von unterschiedlichen Spektrallinien erzeugen, von denen angenommen werden muß, daß wenigstens ein Teil derselben in den bisher unbekannten Spektrallinien der Sonne zu finden ist.

Was nun den Funktionsmechanismus der erfindungsgemäßen Lichtquelle betrifft, so steht zu vermuten, daß einzelne Gasatome, welche bekanntlich in ihrem ungestörten Zustand, d.h. im freien Flug, elektrisch neutrale Gebilde darstellen, zum Zeitpunkt einer Kollision mit einem anderen Gasatom gestört werden, indem entweder eine Verformung der äußeren Elektronenhülle stattfindet, und/oder indem der jeweilige Atomkern aufgrund seiner Trägheitsmasse kurzzeitig in eine geringfügig außermittige Position gelangt, was wohl in beiden Fällen der Auslöser von daran anschließenden inneratomaren Schwingungen darstellt. Da bei derartigen Schwingungen eines atomaren Systems das bestehende elektrische Gleichgewicht anscheinend verändert wird, führt dies zu der Abgabe (oder Absorption) von elektromagnetischen Wellen, wobei die Frequenz dieser elektromagnetischen Wellen durch das Zusammenwirken der an dem Kollisionsvorgang beteiligten Gasatome beispielsweise durch Differenzbildung festgelegt wird. (Warum im Fall von Wasserstoffatomen entsprechend der Balmerschen Gleichung quadratische Subharmonische dabei eine Rolle spielen, muß derzeit als eine noch unbeantwortete Frage angesehen werden!)

Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist ein mit einer Mehrzahl von Bohrungen 11 versehener Düsenring 12 vorgesehen, welcher unter Einsatz eines Bügels 13 auf dem in Figur 1 dargestellten Ständer 9 befestigt werden kann. In die einzelnen Bohrungen 11 des Düsenringes 12 sind eine Mehrzahl von Düsen eingesetzt, welche alle auf denselben Raumpunkt in der Mitte des Düsenringes 12 ausgerichtet sind, und welche in ihrer Konfiguration weitgehend den Düsen 7 und 8 von Fig. 1 entsprechen. Diese nicht dargestellten Düsen sind dann wiederum über eine Mehrzahl von Rohrleitungen an den beiden Hochdruckbehältern 1, 2 angeschlossen, wodurch erreicht wird, daß im Mittelpunkt des jeweiligen Düsenringes 12 eine Mehrzahl von Gasstrahlen mit hoher Geschwindigkeit gegenseitig zur Kollision gebracht wird.

Figur 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform mit einem kugelschalenförmigen Düsenkopf 14, welcher mit mehreren Reihen von Bohrungen 15 versehen ist. Dieser kugelschalenförmiger Düsenkopf 14, welcher nach oben und unten hin relativ große Gasabströmungsöffnungen aufweist, ist nach unten hin ebenfalls mit einem Bügel 16 versehen, mit welchem eine Befestigung an dem in Figur 1 dargestellten Ständer 9 vorgenommen werden kann. In die einzelnen Bohrungen 15 des kugelschalenförmigen Düsenkopfes 14 sind in entsprechender Weise eine Mehrzahl von Düsen eingesetzt, welche auf einen gemeinsamen Raumpunkt im Mittelpunkt des Düsenkopfes 14 ausgerichtet sind, und welche im Hinblick auf ihre Konfiguration weitgehend den Düsen 7,8 von Fig. 1 entsprechen. Diese Düsen sind dann wiederum über entsprechende Rohrleitungen an den beiden Hochdruckbehältern 1, 2 angeschlossen. Mit Hilfe dieser Anordnung kann erreicht werden, daß im Mittelpunkt des kugelschalenförmigen Düsenkopfes 14 räumlich von drei Richtungen her Gasstrahlen in einem gemeinsamen Raumpunkt zur Kollision gebracht werden, so daß in diesem Fall eine sehr intensive Lichtemission zu erwarten ist.

Unter Umständen kann es sich als zweckmäßig erweisen, innerhalb der Düsenhalterungen 10, 12, 14 jeweils gegenüberliegend zu den Düsenbohrungen 11, 15 zusätzliche Abströmungsbohrungen vorzusehen, damit die bei der Kollision der Gasstrahlen nicht gestörten Strahlenanteile ohne Kollision an den Düsenhalterungen 10, 12, 14 abströmen können. Ähnliches kann auch dadurch erreicht werden, indem der Raumpunkt, an welchem die Gasstrahlen zur Kollision gelangen, gegenüber den Düsenhalterungen 10, 12, 14 nach außen hin versetzt wird, so daß auch hier in diesem Fall eine ungestörte Abströmung der Gasstrahlen möglich ist. Schließlich kann zusätzlich im Bereich der Düsenhalterung 10, 12, 14 und/oder der Düsen 7, 8 eine Kühlung mit einem entsprechenden Kühlmittel vorgesehen sein.

Während die beschriebene Anordnug insbesondere als Lichtquelle geeignet erscheint, mit welcher je nach der Wahl der in den zwei Hochdruckbehältern 1 und 2 befindlichen Gase unterschiedliche Emissionslinien erzeugt werden, so erscheint es einleuchtend, daß mit der beschriebenen Anordnung ebenfalls Absorptionslinien gebildet werden können. In diesem Fall wird durch den zwischen den Düsen 7, 8 befindlichen Kollisionsbereich der Gasstrahlen zusätzlich noch der Lichtstrahl von einer nicht dargestellten Lichtquelle hindurchgeleitet, aus dessen relativ breitem Lichtspektrum wiederum durch selektive Absorption und/oder Lichtstreuung entsprechende Absorptions- und/oder Streuungslinien gebildet werden.

Auch wenn zum jetzigen Zeitpunkt keine konkreten Aussagen über den Gesamtwirkungsgrad der erfindungsgemäßen Lichtquelle gemacht werden können, so steht doch zu vermuten, daß durch entsprechende Miniaturisierung der Düsenhalterungen 10, 12, 14 einschließlich der darin eingesetzten Düsen 7, 8 ein Lichtquelle geschaffen werden kann, bei welcher der Verbrauch an Hochdruckgasen sich einigermaßen in Grenzen hält.

Patentansprüche

1. Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe wenigstens zwei an eine Hochdruckgasquelle (1, 2) angeschlossene Düsen (7, 8) aufweist, durch welche entsprechende Gasstrahlen mit Geschwindigkeiten von einigen zehn Kilometern pro Sekunde auf einen gemeinsamen Raumpunkt ausgerichtet sind.

 

2. Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckgasquelle (1, 2) Drücke oberhalb von 300 kg/cm2 aufweist, und daß die Düsen (7, 8) ein Querschnittsreduktionsverhältnis von mehr als 1000 besitzen.

 

3. Lichtquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Düsen (7, 8) an unterschiedlichen Hochdruckgasquellen (1, 2) angeschlossen sind, aus welchen nicht miteinander reagierende atomare Gase zur Abgabe gelangen.

 

4. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Mehrzahl von auf einen gemeinsamen Raumpunkt ausgerichteter Düsen (7, 8) vorgesehen sind, welche an wenigstens zwei unterschiedlichen Hochdruckgasquellen (1, 2) angeschlossen sind.

 

5. Lichtquelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (7, 8) in einem mit entsprechenden Bohrungen (11) versehenen Düsenring (12) eingesetzt sind.

 

6. Lichtquelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (7, 8) in einem mit mehreren Reihen von Bohrungen (15) versehenen kugelschalenförmigen Düsenkopf (14) eingesetzt sind.

 

7. Lichtquelle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kollisionsbereich der Gasstrahlen zwischen den Düsen (7, 8) zusätzlich der Lichtstrahl einer breitbandig emittierenden Lichtquelle hindurchleitbar ist.

 

Zusammenfassung

 

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtquelle, welche nach einem neuartigen Prinzip arbeitet.

Entsprechend der Erfindung weist diese Lichtquelle wenigstens zwei auf eine Hochdruckgasquelle (1, 2) angeschlossene Düsen (7, 8) auf, durch welche entsprechende Gasstrahlen mit Geschwindigkeiten von einigen zehn Kilometern pro Sekunde auf einen gemeinsamen Raumpunkt ausgerichtet sind. (Fig. 1)

Mit einer derartigen Meßsuchanordung müßte im übrigen auch die von der Quantenphysik niemals so recht beantwortete Frage zu beantworten sein, inwieweit eine Lichtemission bei Gasen in gerichteter oder ungerichteter Weise erfolgt. Der Bourbaki vermutet dabei, daß letzteres der Fall sein könnte, weil die scheinbare Luminosität der Sonne gegen den Sonnenrand hin leicht abfällt, was natürlich auch andere Gründe haben kann.

PS: Ceterum censeo speculum esse delendum.