Elektrónové lúče: Takto fungujú rúrkové televízory, tieňové priečky atď
Aj keď staré trubicové televízory už nie sú bežné, ich prevádzka pomocou elektrónových lúčov je obzvlášť zaujímavá. V tomto článku uvádzame, čo je to elektrónový lúč, ako sa šíri v priestore a ako sa používa v televízoroch.
Elektrónové lúče v tieňových priečnych trubiciach
Elektrónový lúč je zväzok elektrónov, ktorý sa uvoľňuje horúcou katódou a urýchľuje sa elektrickým poľom. Ako to však funguje?
- Fyzik Sir William Crookes vynašiel tieňovú priečku, aby zistil, ako sa správajú elektrónové lúče. Pozostáva z evakuovanej sklenenej trubice s horúcou katódou na jednej strane, ktorá je pod napätím. Trochu ďalej od horúcej katódy je prstencová anóda. Vo valci je ďalej tieňový kríž. Nakoniec sa na sklo nanesie fluorescenčná vrstva.
- V horúcej katóde je vlákno, na ktoré je privedené nízke striedavé napätie. To spôsobuje, že vlákno žiari, čo spôsobuje oddeľovanie elektrónov a vytváranie „elektrónového oblaku“. Okolo vlákna, ktoré zaostruje elektrónový lúč, je záporne nabitý Wehneltov valec. Prstencová anóda sa nabíja pozitívne. To priťahuje a urýchľuje elektróny z horúcej katódy. Strelili prstencom anódy ako elektrónový lúč.
- Tieňový kríž je uzemnený: všetky elektróny, ktoré ho udreli, sú odstránené. Všetky elektrónové lúče, ktoré nie sú zachytené tieňovým krížom, spôsobujú žiarenie fluorescenčnej vrstvy.
- Je zarážajúce, že tieň kríža, ktorý vytvára svetlo žiarovky, vyzerá presne ako tieň kríža, ktorý je spôsobený elektrónovými lúčmi na žiarivkovej vrstve. Z toho je možné odvodiť, že elektróny sa šíria v priestore bez poľa rovnako rovno ako svetlo a nie sú odklonené, keď letí okolo nenabitého kovového kríža.
- V ďalšom experimente bola sklenená nádoba naplnená neónom, takže bol viditeľný elektrónový lúč a vnútri boli pripevnené dve kondenzátorové platne. Tu bolo zarážajúce, že priehyb elektrónového lúča v smere kladnej platne sa zvyšoval so zvyšujúcim sa napätím platne, ale opäť klesal, keď sa zvyšovalo napätie.
- Záver experimentov: Elektrónové lúče môžu byť ovplyvnené magnetickým aj elektrickým poľom.
Takto funguje trubicový televízor
Rúrkové sito je podobné tieňovej priečnej trubici. Na konci je tiež elektrónová pištoľ pozostávajúca z katódy (vo Wehneltovom valci) a anódy.
- Avšak ďalej v televízii (mimo trubice) je ešte pár zvitkov usporiadaných vertikálne a horizontálne. Vertikálne usporiadaná dvojica cievok určuje horizontálnu výchylku a naopak. Výhodou cievok je to, že na rozdiel od dosiek kondenzátora - sa môže elektrónový lúč tiež presne viesť v oblasti okrajov.
- Na prednej strane televízora je špeciálna žiarivka, ktorá sa rozsvieti hneď po bombardovaní elektrónmi. To bolo nastavenie pre klasickú čiernobielu televíziu.
- U farebných televízorov nie je len jedna elektrónová pištoľ, ale tri. Tesne pred obrazovkou je tieňová maska. Pre každú farbu je k dispozícii samostatná elektrónová pištoľ (červená, zelená, modrá). Obrazovka sa skladá z mnohých červených, zelených a modrých bodov, takže každá elektrónová pištoľ môže zacieľovať na svoje vlastné farebné pixely. Tieňová maska zabezpečuje, že napríklad elektrónová pištoľ pre modré pixely náhodne nerozsvieti červený pixel.
- Na cievky sa pripája napätie píl, takže lúč sa pomaly tlačí zľava doprava a potom rýchlo skočí späť do východiskového bodu. Pohybuje sa tiež o kúsok za sebou a na konci skočí späť na začiatok. Aby sa zabránilo blikaniu, farby sa regulujú v rôznych časoch, takže napríklad iba horný roh nie je občas osvetlený.
V nasledujúcom praktickom tipe vám predstavíme kvantovú fyziku.