Як працює телевізор
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Телевізор і телебачення – одне з найбільш значущих винаходів, що вплинули на життя людей в минулому ХХ столітті. І, на жаль, вплинуло не завжди в кращу сторону (вважається що після масового впровадження телебачення в усьому світі люди стали менше спілкуватися один з одним, менше читати). Але як би там не було, і в наше ХХI століття, в епоху інтернету, коли у телебачення хоча і з’явився сильний конкурент в особі цього самого інтернету, воно все ще тримає свої позиції, особливо серед людей старшого покоління. А ось чи задавалися ви питанням, як власне працює телевізор, які принципи і фізичні закони лягли в основу його технології? Про це наша сьогоднішня стаття.
Принцип роботи кінескопного телевізора
Принцип роботи сучасного телевізора простіше пояснити не на прикладі сучасних плазмових телевізорів, а на їх попередниках, великих і громіздких телевізорах, в основі роботи яких лежить ЕПТ (електронно-променева трубка) або телескоп. Саме кінескоп або ЕПТ в цих старих телевізорах відповідала за виведення зображення на екран. Як це відбувається?
Кінескоп випускає особливий електронний промінь, який малює картинку на екрані. Сам електронний промінь схожий на світловий, але в його основі лежать не фотони світла, а електрони. Тобто по суті електронний промінь це купа електронів, що мчать з точки А в точку Б. Якщо точка А, це кінескоп, який випускає промінь, то точка Б являє собою анод, що знаходиться на зворотному боці екрану. Крім цього екран з внутрішньої сторони вимазаний особливою речовиною – люмінофором. Люмінофор при зіткненні з електронами випускає видиме світло, чим більшою була швидкість електрона, тим яскравіше буде світло. Тобто люмінофор перетворює невидимий для людського ока електронний промінь у видимий – світловий. Саме на основі світлового сигналу, який формується люмінофорами і електронним променем, малюється необхідна картинка на екрані. А зі зміною сигналу, що йде від кінескопа, змінюється конфігурація літаючих електронів, а значить, змінюється картинка на екрані, так відбувається магія кіно…
Як працюють рідкокристалічні телевізори
Тепер ви знаєте принцип роботи старих телевізорів на кінескопах, але зараз їх майже повсюдно витіснили рідкокристалічні або плазмові аналоги. Що ж лежить в основі їх роботи?
У рідкокристалічних телевізорах (вони ж LCD – Liquid Crystal Display) картинка на екрані формується спеціальною внутрішньою системою – матрицею, що складається з поляризаційних фільтрів і рідких кристалів. Ця матриця рівномірно освітлюється світлом з тильного боку, вона ж здійснює управління освітленням всіх осередків або пікселів рідких кристалів. На підставі цього управління на екрані телевізора і малюється необхідне кольорове зображення.
Розумна матриця з білого світла (яке як ми знаємо з фізичного закону про дисперсію, має в собі закодованим весь спектр кольорів) виділяє три інших основних кольори (червоний, зелений і синій), а комбінація цих кольорів в свою чергу дозволяє відтворити будь-який колір палітри кольорів .
Як працюють плазмові телевізори
В основу роботи плазмового телевізора покладено принцип управління розрядом інертного газу, що знаходиться в іонізованому стані між двома розташованими на невеликій відстані один від одного плоско-паралельними стеклами пористої структури. Робочим елементом (пікселем), що формує окрему точку зображення, є група з трьох пікселів, відповідальних, відповідно, за три основні кольори.
Кожен піксель є окремою мікрокамерою, на стінках якої знаходиться флюорисцуюча речовина одного з основних кольорів. Пікселі знаходяться в точках перетину прозорих керуючих електродів, що утворюють прямокутну сітку. При розряді в товщі інертного газу збуджується ультрафіолетове випромінювання, яке, впливаючи на люмінофори первинних кольорів, викликає їх світіння. Зображення послідовно, точка за точкою, по рядках і кадрам розгортається на екрані.
Яскравість кожного елемента зображення на панелі визначається часом його світіння. Якщо на екрані звичайного кінескопа світіння кожної люмінофорної плями безперервно пульсує з частотою 25 разів на секунду, то на плазмових панелях найяскравіші елементи світяться постійно рівним світлом, не мерехтячи. Плазмові панелі випускаються форматом зображення 16:9. Товщина панелі розміром екрану в 1 м не перевищує 10-15 см, що дозволяє використовувати їх в настінному варіанті. Надійність плазмових панелей перевищує надійність традиційних кінескопів.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.