A b s t r a c t . A kinetic description of the dc Hg-Ar mixture plasma of fluorescent lamp discharges is given on the basis of the main microphysical processes and corresponding atomic data. The investigation comprises particle balances for the excited Hg atoms of the triplet 63P0,,,, and singulet GlP, state, the balance of the discharge current and an adequate form of the electron Boltzmann equation for such a mixture plasma, the latter including also the various binary collision processes with excited Hg atoms and the Coulomb interaction between the electrons. By simultaneously solving the balances together with the kinetic equation the densities of electrons and excited Hg atoms, the electron energy distribution, the resulting mean energy, mobility and various energy transfer rates of the electrons and the ultraviolet radiation output were determined and in part compared with measured data from the literature. This paper presents and analyses the macroscopic plasma properties mentioned for a wide range of the wall temperature or the corresponding Hg partial pressure variation, where a good agreement of calculated results with experimental data is obtained. I n a second paper the change of the macroscopic plasma behaviour due to variation of buffer gas pressure and discharge current will be dealt with.
Kinetik des Ar-Hg-Plasmas von LeuchtstofflampenentladungenI. Model1 -Grundgleichungen -Hg-Partialdruckvariation I n h a l t s u b e r s i c h t . Die Arbeit befafit sich auf der Qrundlage der wesentlichen mikrophysikalischen Prozesse und der entsprechenden atomaren Daten niit der kinetischen Beschreibung des dc Hg-Ar-Mischplasmas von Leuchtstofflampencntladungen. Die Untersuchung verwendet die Teilchenbilanzen fur die angeregten Hg-Atonie des Tripletts 63P0,,,2 und des Singuletts @PI, die Bilanz fur den Entladungsstrom iind eine adaquate Form der Elektronen-Boltzmann-Gleichung fur ein solches Mischplasma, wobei in letzterer auch die verschiedenen ZweierstoBprozesse mit angeregten Hg-Atomen und die Coulomb-Wechselwirkung zwischen den Elektronen berucksichtigt wird. Mittels simultaner Losung der Bilanzgleichungen zusammen mit der kinetischen Gleichung wurden sowohl die Dichten der Elektronen und angercgten Hg-Atome, die Elektronenenergieverteilung, die sich ergebende mittlere Energie, Beweglichkeit rind die verschiedenen Energieubertragungsraten der Elektronen als auch die Ausbeute a n ultravioletter Strahlung bcstimmt und teilweise mit in der Literatur verfugbaren MeRdaten verglichen. In dieser Arbeit werden die genannten makroskopischen Plasmaeigenschaften fur einen weiten Variationsbereich der Wandtemperatur und damit des Hg-Partialdruckes dargestellt und analysiert, wobei gute Ubereinstimmung von berechneten iind experimentellen Ergebnissen erhalten wird. In einer weiteren Arbeit wird das makroskopische Plasmaverhalten bei Variation des Puffergasdruckes iind des Entladungsstromes dargestellt iind diskutiert.