Elektronisuihkut: Näin toimivat putkitelevisiot, varjopisteputket jne

Vaikka vanhat putkitelevisiot eivät ole enää yleisiä, niiden toiminta elektronisuihkulla on erityisen mielenkiintoinen. Tässä artikkelissa paljastetaan, mitä elektronisuihku on, kuinka se leviää avaruudessa ja miten sitä käytetään televisioissa.

Elektronisuihkut varjopisteputkissa

Elektronisuihku on elektronien kimppu, jonka kuuma katodi vapauttaa ja kiihdyttää sähkökentällä. Mutta miten se toimii yksityiskohtaisesti?

• Fyysikko Sir William Crookes keksi varjojen ristin putken selvittääkseen kuinka elektronisäteet käyttäytyvät. Se koostuu evakuoidusta lasiputkesta, jonka toisella puolella on kuuma katodi, joka on kytkettynä energiaan. Hieman kauempana kuumasta katodista on rengasmainen anodi. Sylinterissä on varjostaja edelleen. Lopulta lasille asetetaan fluoresoiva kerros.
• Kuumassa katodissa on filamentti, johon kohdistetaan alhainen vaihtojännite. Tämä saa aikaan hehkulangan hehkua, jolloin elektronit irtoavat ja muodostavat "elektronipilven". Hehkulangan ympärillä on negatiivisesti varautunut Wehnelt-sylinteri, joka keskittää elektronisuihkun. Rengasmainen anodi on varautunut positiivisesti. Tämä houkuttelee ja kiihdyttää elektronit kuumalta katodilta. He ampuvat anodirenkaan läpi elektronisuihkuna.
• Varjoraja on maadoitettu: kaikki sitä lyövät elektronit poistetaan. Kaikki elektronisuihkut, joita varjopiiri ei pidä kiinni, tekevät fluoresoivasta kerroksesta hehkuvan.
• On hämmästyttävää, että ristin varjo, joka on luotu hehkulangan valossa, näyttää täsmälleen samalla tavalla kuin ristin varjo, jonka fluoresoivassa kerroksessa olevat elektronisäteet aiheuttavat. Tästä voidaan päätellä, että elektronit leviävät kenttättömään tilaan yhtä suorassa kuin valossa ja että ne eivät taipu, kun lentävät lataamattoman metalliristin ohitse.
• Toisessa kokeessa lasipurkki täytettiin neonilla siten, että elektronisuihku oli näkyvissä ja kaksi kondensaattorilevyä kiinnitettiin sisälle. Oli hämmästyttävää, että elektronisuihkun taipuma positiivisen levyn suuntaan kasvoi levyn jännitteen kasvaessa, mutta pieneni jälleen kiihtyvyysjännitteen kasvaessa.
• Kokeiden päätelmät: Elektronisäteisiin voi vaikuttaa sekä magneettinen että sähköinen kenttä.

Näin putkitelevisio toimii

Putkiseula on samanlainen kuin varjopalkkiputki. Lopussa on myös elektronipistooli, joka koostuu katodista (Wehnelt-sylinterissä) ja anodista.

• Kuitenkin kauempana televisiossa (putken ulkopuolella) on pari keloja, jotka on järjestetty pystysuoraan ja vaakasuoraan. Pystysuunnassa järjestetty kelapari määrittää vaakasuuntaisen taipuman ja päinvastoin. Käämien etuna on, että - toisin kuin kondensaattorilevyjä, elektronisuihku voidaan ohjata tarkasti myös reuna-alueelta.
• Television etuosassa on erityinen loisteputki, joka syttyy heti, kun sitä pommitetaan elektroneilla. Se oli klassisen mustavalkoisen television asennus.
• Väritelevisioissa ei ole vain yksi elektronipistooli, vaan kolme. Aivan näytön edessä on myös varjomaski. Jokaiselle värille (punainen, vihreä, sininen) on erillinen elektronipistooli. Näyttö koostuu monista punaisista, vihreäistä ja sinisistä pisteistä, jotta kukin elektronipistooli voi kohdistaa omat väripikselinsä. Varjomaski varmistaa, että esimerkiksi sinisten pikselien elektronipistooli ei syty vahingossa punaista pikseliä.
• Sawtooth-jännitteet kohdistetaan kelaihin niin, että palkki työnnetään hitaasti vasemmalta oikealle ja hyppää sitten nopeasti takaisin lähtöpisteeseen. Hän liikkuu myös vähän alas riviä kohti ja hyppää lopussa alkuun. Välkymisen estämiseksi värejä säädetään eri aikoina siten, että esimerkiksi vain yläkulma ei ole toisinaan valaistu.

Seuraavassa käytännön vinkissä annamme sinulle johdannon kvantfysiikkaan.