Elektronu stari: Tādā veidā darbojas cauruļu televizori, ēnu krustcaurules utt
Pat ja vecie cauruļu televizori vairs nav izplatīti, to darbība, izmantojot elektronu starus, ir īpaši interesanta. Šajā rakstā mēs atklājam, kas ir elektronu stars, kā tas izplatās telpā un kā tas tiek izmantots televizoros.
Elektronu stari ēnu krustcauruļās
Elektronu stars ir elektronu saišķis, ko izlaiž karsts katods un paātrina elektriskais lauks. Bet kā tas darbojas detalizēti?
- Fiziķis sers Viljams Krooks izgudroja ēnu krusta mēģeni, lai noskaidrotu, kā uzvedas elektronu stari. Tas sastāv no evakuētas stikla caurules ar karstu katodu vienā pusē, kas tiek barots. Nedaudz tālāk no karstā katoda ir gredzenveida anods. Turpmāk cilindrā ir ēnu krusts. Noslēgumā uz stikla tiek uzklāts dienasgaismas slānis.
- Karstajā katodā ir kvēldiegs, kuram tiek piemērots zems maiņstrāvas spriegums. Tas izraisa kvēldiega mirdzumu, liekot elektroniem atdalīties un veidot “elektronu mākoni”. Ap kvēldiegu ir negatīvi lādēts Wehnelt cilindrs, kas fokusē elektronu staru. Gredzena formas anods ir uzlādēts pozitīvi. Tas piesaista un paātrina karstā katoda elektronus. Viņi izšauj caur anoda gredzenu kā elektronu stars.
- Ēnu krusts ir iezemēts: tiek noņemti visi elektroni, kas tam sit. Visas elektronu gaismas, kuras nav pārtvertas ar ēnu krustu, dienasgaismas slānis spīd.
- Pārsteidzoši, ka krusta ēna, ko rada kvēldiega gaisma, izskatās tieši tāpat kā krusta ēna, kuru izraisa elektronu stari uz dienasgaismas slāņa. No tā var secināt, ka elektroni laukā bez lauka izplatās tikpat taisni kā gaisma un nav novirzījušies, lidojot garām neuzlādēta metāla krustam.
- Citā eksperimentā stikla burka tika piepildīta ar neonu tā, ka bija redzams elektronu stars un iekšpusē tika piestiprinātas divas kondensatora plāksnes. Šeit bija pārsteidzoši, ka elektronu staru kūļa novirze pozitīvās plāksnes virzienā palielinājās, palielinoties plāksnes spriegumam, bet atkal samazinājās, palielinoties paātrinājuma spriegumam.
- Eksperimentu secinājums: elektronu staru kūli var ietekmēt gan magnētiskais, gan elektriskais lauks.
Tas darbojas kā caurulītes televizors
Caurules ekrāns ir līdzīgs ēnu krusta caurulei. Beigās ir arī elektronu lielgabals, kas sastāv no katoda (Wehnelt cilindrā) un anoda.
- Tomēr tālāk televizorā (ārpus caurules) ir pāris spoles, kas izvietoti vertikāli un horizontāli. Vertikāli sakārtots spoļu pāris nosaka horizontālo novirzi un otrādi. Spoļu priekšrocība ir tā, ka atšķirībā no kondensatora plāksnēm elektronu staru var precīzi vadīt arī malas zonā.
- Televizora priekšpusē ir īpašs dienasgaismas slānis, kas iedegas, tiklīdz tas tiek bombardēts ar elektroniem. Tāds bija klasiskā melnbaltā televizora iestatījums.
- Izmantojot krāsu televizorus, ir ne tikai viens, bet trīs elektronu lielgabals. Turpat ekrāna priekšā ir arī ēnu maska. Katrai krāsai (sarkana, zaļa, zila) ir atsevišķs elektronu lielgabals. Ekrāns sastāv no daudziem sarkaniem, zaļiem un ziliem punktiem, lai katrs elektronu lielgabals varētu mērķēt uz saviem krāsu pikseļiem. Ēnu maska nodrošina, ka, piemēram, zilo pikseļu elektronu lielgabals nejauši neiedegas sarkanajā pikseļā.
- Spolēm tiek uzlikti spriegumi ar zāģdatoru, lai staru kūli lēnām spiež no kreisās uz labo pusi un pēc tam ātri lec atpakaļ uz sākuma punktu. Viņš arī nedaudz virzās uz leju katrā rindā un beigās atgriežas atpakaļ uz sākumu. Lai novērstu mirgošanu, krāsas tiek kontrolētas dažādos laikos, piemēram, reizēm netiek apgaismots tikai augšējais stūris.
Nākamajā praktiskajā padomā mēs sniegsim jums ievadi kvantu fizikā.