Bei den Heißkathodenröhren ist an den Enden jeweils ein Heizdraht eingebaut. Eine geeignete Beschichtung reduziert die Austrittsarbeit der Elektronen, damit der Heizdraht bei moderaten Temperaturen genügend Elektronen emittiert. Zusätzlich zu der Heizspannung wird zwischen den Kathoden eine weitere Spannung angelegt. Da an der einen Seite eine positive Spannung, und an der anderen Seite eine negative Spannung anliegt, handelt es sich um eine Kathode (negative Spannung) und eine Anode (positive Spannung).

Diese Spannung sorgt dafür, dass sich die Elektronenwolke, die sich um den Kathodenheizdraht gebildet hat, in dem elektrischen Feld in Richtung Anode bewegt. Bei ihrem Flug durch die Röhre stoßen die Elektronen mit den Quecksilberatomen zusammen. Dabei wird das Gas ionisiert, und es entsteht ein Plasma innerhalb der Glasröhre.

Dieses Plasma strahlt Licht aus, in dem Falle von Quecksilbergas überwiegend UV-Strahlung. Der Anteil des sichtbaren Lichts, welches das Plasma abstrahlt, ist eher klein. Um den Anteil des sichtbaren Lichts zu erhöhen, wird die Röhre von innen mit einem Leuchtstoff beschichtet (daher der Name Leuchtstoffröhre), der in dem sichtbaren Spektrum zu leuchten beginnt, sobald er mit UV-Licht bestrahlt wird (in diesem Fall von innen). Der Leuchtstoff setzt einen Großteil der UV-Strahlung in sichtbares Licht um, was den positiven Nebeneffekt hat, dass der Anteil UV-Strahlung, der aus der Röhre kommt sehr klein ist und daher keine gesundheitsschädliche Wirkung mehr hat. Der eingesetzte Leuchtstoff muss allerdings nicht zwangsläufig weiß leuchten. Die Industrie bietet praktisch jede beliebige Farbe an.

Röhren ohne Leuchtstoff werden ebenfalls eingesetzt, zu dem Beispiel in Solarien oder in Discotheken zu Dekorationszwecken (so genannte Schwarzlichtröhren, welche so beschichtet sind, dass die sichtbaren Lichtanteile nicht nach außen dringen).

Zur Zündung einer Leuchtstoffröhre sind zwei Elemente wesentlich. Die Drosselspule, in Reihe zur Röhre geschaltet, hat die Aufgabe, die zur Zündung der Röhre erforderliche Spannung zu erzeugen und in dem Betrieb den durch die Röhre fließenden Strom zu drosseln. Die Drosselspule wird häufig auch als Vorschaltgerät genannt.

Der Starter ist dafür zuständig, die Drosselspule zur Erzeugung der Zündspannungsimpulse zu veranlassen. Er wird zur Röhre parallel geschaltet und besteht in seiner traditionellen Ausführung neben einem Entstörkondensator vor allem aus einer Glimmlampe, deren eine Elektrode als Bimetallstreifen ausgeführt ist.

Sowohl Vorschaltgeräte als auch Starter gibt es auch in elektronischen Ausführungen, die es in dem Falle des Vorschaltgerätes erlauben, z. B. über Phasenabschnitt die Lampe zu dimmen oder mittels Frequenzerhöhung das Restflimmern zu entfernen (mit Frequenzen, die weit über dem Auflösungsvermögen des menschlichen Auges liegen). Ebenso können diese elektronischen Vorschaltgeräte erkennen, ob die Röhre defekt ist, um gegebenenfalls abzuschalten.

Mit einer Drosselspule und einem Bimetallstarter geht der StartAblauf wie folgt vor sich: Nach dem Einschalten liegt, da durch die Röhre noch kein Strom fließt, die volle Netzspannung am Starter an. Durch das Gas in der Glimmlampe des Starters findet eine Entladung statt, sodass sich der Bimetallstreifen erwärmt und sich dadurch so verbiegt, dass er Kontakt zu der zweiten Elektrode der Glimmlampe herstellt. Nun fließt ein großer Strom durch die Heizwendeln in der Leuchtstoffröhre und die Drosselspule. Die fehlende Glimmentladung in dem Starter lässt das Bimetall abkühlen und den Kontakt öffnen. Die Selbstinduktion durch den schnellen Abfall des Stromes in der Drosselspule erzeugt nun kurzzeitig eine hohe Spannung, die das mit Ladungsträgern angereicherte Gas in der Röhre zündet. Die Betriebsspannung teilt sich nun an Röhre und Vorschaltgerät so, dass eine ausreichende Spannung (zwischen 50 V und 110 V) erhalten bleibt, um die Röhre am Leuchten zu halten. Diese Spannung reicht aber nicht aus, um einen weiteren StartAblauf auszulösen.

Energiesparlampe. 230 V, 23 W, 1500 lm, E27, Höhe ungefähr 175 mm

Auch die so genannten Energiesparlampen sind Leuchtstofflampen (so genannte Kompaktleuchtstofflampen). Die Röhre, in der sich das Plasma ausbreitet, ist bei diesen Lampen häufig mehrfach gebogen, um sie platzsparender unterzubringen.

Während klassische Leuchtstoffröhren direkt mit den 50 Hz Wechselspannung aus dem Netz betrieben werden, besitzen Energiesparlampen z. T. interne Vorschaltgeräte, welche eine Gleichrichtung der Netzspannung und eine Umrichtung in hochfrequente Wechselspannung vornehmen. Bei Energiesparlampen wird neben dem Wirkungsgrad vielfach auch durch Beimischung von Edelgasen und seltenen Erden (Lanthaniden) die ähnlichste Farbtemperatur in Hinblick auf menschliches Farbempfinden optimiert.

Sowohl der Quecksilberdampf als auch der Leuchtstoff sind giftig, defekte Leuchtstoffröhren gehören somit auf den Sondermüll!

Kaltkathodenröhren sind grundsätzlich genauso aufgebaut wie die Heißkathodenröhren, ca. dass hier keine Heizdrähte vorhanden sind. Bei diesen Röhren wird der Elektronenfluss zwischen Kathode und Anode durch eine höhere Spannung und in der Regel durch eine zusätzliche Zündspannung erreicht.

Die eigentlichen Neonröhren werden ähnlich wie Leuchtstofflampen angeregt. In dem Gegensatz zu dem Quecksilberdampfplasma leuchtet Neonplasma aber intensiv rot. Damit ist es zu Beleuchtungszwecken weniger geeignet, wird aber zu dem Beispiel in der Lichtwerbung (Leuchtreklame) benutzt.

Auch viele andere chemische Elemente wie z. B. Natrium können in dem gasförmigen Zustand zu dem Leuchten angeregt werden und finden als Hauptbestandteil oder als Zusatzstoff in verschiedenen Lampen Verwendung: Metalldampflampe, Natriumdampflampe.

• Leuchte
• Metalldampflampe
• Energiesparen
• Effizienz

• Informationen zu Leuchtstoffröhren (http://www.hera-online.de/de/fachliches/fachliches.php#leuchtstofflampen)
• Technisches zu Gasentladungslampen (http://www.uni-muenster.de/Physik/TD/Techlex/Techlex/EnergieUWS/Gasentllam/Gasentlamp.htm)