Как работает телевизор
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Телевизор и телевидение – одно из наиболее значимых изобретений, повлиявших на жизнь людей в прошлом ХХ веке. И, к сожалению, повлиявшим не всегда в лучшую сторону (считается что после массового внедрения телевидения во всем мире люди стали меньше общаться с друг другом, меньше читать). Но как бы там не было, и в наш ХХI век, в эпоху интернета, когда у телевидения, хотя и появился сильный конкурент в лице этого самого интернета, оно все еще держит свои позиции, особенно среди людей старшего поколения. А вот задавались ли вы вопросом, как собственно работает телевизор, какие принципы и физические законы легли в основу его технологии? Об этом наша сегодняшняя статья.
Принцип работы кинескопного телевизора
Принцип работы современного телевизора проще объяснить не на примере современных плазменных телевизоров (к слову, если вы ищите качественные телевизоры Самсунг 46 дюймов, то переходите по ссылке), а на их предшественниках, больших и громоздких телевизорах, в основе роботы которых лежит ЭЛТ (электронно-лучевая трубка) или телескоп. Именно кинескоп или ЭЛТ в этих старых телевизорах отвечала за вывод изображения на экран. Как это происходит?
Кинескоп выпускает особый электронный луч, рисующий картинку на экране. Сам электронный луч похож на световой, но в его основе лежат не фотоны света, а электроны. То есть по сути электронный луч это куча электронов, несущихся из точки А в точку Б. Если пункт А, это кинескоп, выпускающий луч, то пункт Б представляет собой анод, находящийся на обратной стороне экрана. Помимо этого экран с внутренней стороны вымазан особым веществом – люминофором. Люминофор при столкновении с электронами выпускает видимый свет, чем большой была скорость электрона, тем ярче будет свет. То есть люминофор преобразует невидимый для человеческого глаза электронный луч в видимый – световой. Именно на основе светового сигнала, формируемого люминофорами и электронным лучом, рисуется необходимая картинка на экране. А с изменением сигнала, идущего от кинескопа, меняется конфигурация летящих электронов, а значит, меняется картинка на экране, так происходит магия кино…
Как работают жидкокристаллические телевизоры
Теперь вы знаете принцип работы старых кинескопных телевизоров, но сейчас их почти повсеместно вытеснили жидкокристаллические или плазменные аналоги. Что же лежит в основе их работы?
В жидкокристаллических телевизорах (они же LCD – Liquid Crystal Display) картинка на экране формируется специальной внутренней системой – матрицей, состоящей из поляризационных фильтров и жидких кристаллов. Эта матрица равномерно освещается светом с тыльной стороны, она же осуществляет управление освещением всех ячеек или пикселей жидких кристаллов. На основании этого управления на экране телевизора и рисуется необходимое цветное изображение.
Умная матрица из белого света (который как мы знаем из физического закона о дисперсии, имеет в себе закодированным весь спектр цветов) выделяет три других основных цвета (красный, зеленый и синий), а комбинация этих цветов в свою очередь позволяет воспроизвести любой цвет цветовой палитры.
Как работают плазменные телевизоры
В основу работы плазменного телевизора положен принцип управления разрядом инертного газа, находящегося в ионизированном состоянии между двумя расположенными на небольшом расстоянии друг от друга плоскопараллельными стеклами ячеистой структуры. Рабочим элементом (пикселем), формирующим отдельную точку изображения, является группа из трех пикселей, ответственных, соответственно, за три основных цвета.
Каждый пиксель представляет собой отдельную микрокамеру, на стенках которой находится флюоресцирующее вещество одного из основных цветов. Пиксели находятся в точках пересечения прозрачных управляющих электродов, образующих прямоугольную сетку. При разряде в толще инертного газа возбуждается ультрафиолетовое излучение, которое, воздействуя на люминофоры первичных цветов, вызывает их свечение. Изображение последовательно, точка за точкой, по строкам и кадрам развертывается на экране.
Яркость каждого элемента изображения на панели определяется временем его свечения. Если на экране обычного кинескопа свечение каждого люминофорного пятна непрерывно пульсирует с частотой 25 раз в секунду, то на плазменных панелях самые яркие элементы светятся постоянно ровным светом, не мерцая. Плазменные панели выпускается форматом изображения 16:9. Толщина панели размером экрана в 1 м не превышает 10-15 см, что позволяет использовать их в настенном варианте. Надежность плазменных панелей превышает надежность традиционных кинескопов.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.