Физика t v s: Геология и физика пласта | QNAP

Содержание

Геология и физика пласта | QNAP

Компаниям, специализирующимся на геологических изысканиях и исследованиях физики пласта, нужны системы хранения данных, обладающие высокой емкостью и поддерживающие совместную работу с большим объемом графических и рабочих данных. NAS от QNAP поддерживает хранилища данных очень большого объема (до 16 Тбайт), защиту данных посредством технологии RAID, Windows Active Directory, защищенную, высокоскоростную передачу данных по сети компании, которая существенным образом повышает эффективность труда. Встроенные функции, такие, как FTP-сервер, репликация и т.д., обеспечивают удобный механизм доступа к данным и их репликации.


Преимущества

  • Расширенные возможности сотрудничества за счет совместной работы с файлами независимо от клиентской платформы
  • Встроенный FTP-сервер для обмена файлами большого размера
  • Безопасное хранение и резервное копирование геологических данных и данных физики пласта

Расширенные возможности сотрудничества за счет совместной работы с файлами независимо от клиентской платформы

Система NAS от QNAP полностью поддерживает стандартные сетевые протоколы, что позволяет обмениваться файлами с партнерами независимо от клиентской платформы (Windows, Mac, UNIX, Linux) и физического местонахождения.

NAS позволяет создавать пользовательские группы и учетные записи пользователей и назначать им права доступа к общим ресурсам NAS, не прибегая к сложным процедурам.

Встроенный FTP-сервер для обмена файлами большого размера

Отправка файлов большого размера по электронной почте не является нормальным решением, и в большинстве случаев просто невозможна в данной отрасли. Для обмена данными с партнерами можно воспользоваться встроенным FTP-сервером системы NAS. Он поддерживает обмен данными по защищенному каналу (secure FTP) и механизм управления доступом.

Безопасное хранение данных

Система NAS от QNAP оснащена превосходным механизмом аппаратной защиты от отключений питания и сетевых сбоев. Применение RAID (RAID 1/ 5/ 5+резервный диск/ 6/ 6+резервный диск) обеспечивает защиту данных от сбоев жестких дисков. Кроме того, можно воспользоваться средствами репликации для резервного копирования данных по расписанию на удаленный узел или внешние устройства.

Диодная схема TVS

У меня на плате два разъема DB37, которые в конечном итоге подключаются к CPLD. Все эти соединения / сигналы являются входами для устройства.

Для защиты от электростатического разряда я использую TVS Diodes ESD9C3.3ST5G . У меня плата такая:

DB37 -> Диоды -> Подтягивающий резистор -> CPLD.

Подтягивания 1K предназначены для другой цели и не связаны с защитой от электростатического разряда. Моя печатная плата четырехслойная со следующим стеком:

  1. сигналы
  2. земля
  3. 3.3V
  4. сигналы

Диоды подключаются к земле через переход. След к проходу толще - толще следа к CPLD. Заземление полностью не нарушено, за исключением сквозных прокладок и переходных отверстий. Я предполагаю, что это защищает, по крайней мере, от какого-либо легкого ОУР. Но что мне нужно делать дальше? Это не коммерческое устройство и будет использоваться для внутренних целей - однако мне нужно, чтобы оно было надежным.

  1. Одна из вещей, которые я подумал, это добавить последовательное сопротивление (около 22 Ом) между диодом и CPLD.
    Однако, поскольку все выводы на CPLD являются входами, они уже имеют высокое сопротивление. ESD должен идти к земле через диод TVS. Правильно ли мое предположение?
  2. Я также читал, что добавление конденсатора параллельно с диодом может помочь. Мои сигналы не очень высокие, поэтому это не должно сильно их искажать. Тем не менее, обратите внимание, что мне понадобится 74 таких колпачка, так как у меня 74 сигнала. Поэтому, прежде чем я пошел и добавил их, я хотел знать, стоило ли это того.

Вот крупный план макета:

Наконец, последний вопрос - вышеописанная сторона ввода моей платы. Вывод аналогичен в том смысле, что у меня есть еще два разъема DB37 и CPLD. В этом случае выводы CPLD являются выходами.

Макет выглядит так: CPLD -> MOSFET -> DB37

В этом случае у меня нет никаких диодов. Однако, как я недавно прочитал, полевые МОП-транзисторы гораздо более чувствительны к электростатическим разрядам, чем другие устройства.

Стоит ли добавлять здесь и диоды? Сток МОП-транзистора подключен к DB37. Затем этот DB37 подключается к DB37 на стороне ввода, описанному ранее.

Если MOSFET включен, его сопротивление сток-исток будет довольно низким. И как таковой, это может оказаться привлекательным путем для прохождения ОУР щуп, а не диодов TVS на другом конце. Я прав, что я должен добавить здесь и диоды TVS? Если так, о мальчик, еще 72 диода!

Олин Латроп

TVS на входах имеет смысл, и ваша раскладка выглядит разумно. Вопрос в том, как далеко вы хотите зайти, чтобы получить какой уровень защиты? Это вероятностная игра. Только TVS должны позаботиться о большинстве мероприятий по ОУР.

Если вы хотите пойти немного дальше, установите резистор последовательно с каждым входом перед TVS, а не между TVS и CPLD. Это дает TVS минимальный гарантированный импеданс для работы. Идя еще дальше, добавьте немного емкости через TVS. Это замедлит края действительно быстрых пиков, так что TVS сможет эффективно их ловить. СТРОИТЕЛЬСТВО И МОНТАЖ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ АЭС

УДК 621.039.517.6

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ТВС РЕАКТОРА ВВЭР-СКД

© 2014 г. Д.С. Грузинцев, А.С. Шелегов

Обнинский институт атомной энергетики - филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», Обнинск, Калужская обл.

В статье представлены результаты численного моделирования теплообмена в ТВС реактора на сверхкритических параметрах теплоносителя. Расчет проводился с целью верификации расчетного кода ANSYS CFX. Верификация кода проводилась с использованием эмпирических зависимостей для критерия Нуссельта. В результате расчета были получены поля температур и скоростей теплоносителя. Результаты расчета в целом согласуются с экспериментальными данными.

Ключевые слова: сверхкритические параметры, теплоноситель, тепловыделяющая сборка, теплообмен, расчетный код.

Поступила в редакцию 02.06.2014 г.

В стратегическом документе Минатома России «Облик атомной науки в XXI веке» реакторные установки на закритических параметрах отнесены к перспективным. Их основное назначение - усовершенствование действующих водоохлаждаемых реакторов на тепловых нейтронах со сравнительно низким КПД. Эту задачу должен решать ВВЭР-СКД, КПД энергоблока с которым может достигать 40 - 45% [1]. ОКБ «Гидропресс» предлагает несколько концептуальных проектов реактора ВВЭР-СКД с различным спектром нейтронов и схемами циркуляции теплоносителя [2]. Каждый проект реактора обладает своими преимуществами и своими недостатками, которые необходимо устранить путем проведения комплекса расчетно-экспериментальных работ.

ЧИС ЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ТВС РЕАКТОРА ВВЭР-СКД

Численное моделирование теплообмена при сверхкритических параметрах теплоносителя проводилось для тепловыделяющей сборки реактора ВВЭР-СКД, конструкция которой предложена ОКБ «Гидропресс» [2]. Поперечное сечение ТВС данной конструкции представлено на рисунке 1а. Тепловыделяющие элементы с наружным диаметром dнар=10,7 мм расположены в ТВС треугольной упаковки (шахматное расположение) с шагом 12 мм.

Для численного моделирования теплообмена ТВС реактора ВВЭР-СКД была выбрана расчетная область тепловыделяющей сборки, состоящая из 6 регулярных элементарных ячеек, образованных семью ТВЭЛами. Расчетная область представлена на рисунке 1б.

По известным геометрическим размерам для проведения расчетов была разработана твердотельная расчетная модель выбранной области ТВС. Разработка модели проводилась при помощи Design Modeler, входящего в состав программного комплекса ANSYS Workbench. Расчетная сетка, сгенерированная в приложении CFX-Mesh, для модели представлена на рисунке 1в.

©Издательство Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», 2014

а)

б)

в)

Рис. 1. Геометрия ТВС реактора ВВЭР-СКД: а) поперечное сечение; б) расчетная область; в) расчетная сетка

Сетка является частично структурируемой. Детализация сетки проводилась путем ee сгущения в области течений теплоносителя на границе с поверхностью ТВЭЛов. Сгущение проводилось по гиперболическому закону. Для центрального ТВЭЛа также проводилось сгущение сетки на границе стенка-жидкость. Количество элементов сетки составило порядка 12 млн. штук.

Ввиду неопределенности значений расхода по ТВС активной зоны, по элементарным ячейкам ТВС на входе задавалось средние значение скорости теплоносителя W = 0,78 м/с (pW = 606,06 кг/м2с), рассчитанное по техническим характеристикам реактора ВВЭР-СКД. Температура на входе tвх = 280 °С, давление Pref = 25 МПа, энерговыделение qv соответствует реакторному и задавалось для двух вариантов:

- средне нагруженной qv= 1,07-108 Вт/м3;

- максимально нагруженной qv = 1,39-108 Вт/м3.

Длина энерговыделения составляет 4050 мм.

С целью экономии вычислительных ресурсов, оболочка тепловыделяющих элементов, ввиду ее тонкостенности, была исключена из расчетной модели, но учитывалась программно, путем задания в ТВЭЛах на границе стенка-жидкость термического сопротивления, а именно задавалась толщина оболочки 5 = 0,55 мм и ее теплопроводность X = 16,5 Вт/м-К [2]. О. В результате расчета были получены распределение температуры; поле температур; поле скоростей теплоносителя.

На рисунке 2а показано распределение температур в поперечном сечении участка на высоте 0,03 м. Максимальное значение температуры выявлено в центре ТВЭЛов и составляет для данного сечения 410 °С. Температура стенки - 364 °С. Градиент температур в ТВЭЛе равен 10°С/мм. Такой большой градиент температур в топливе объясняется чрезвычайно низкой теплопроводностью керамики UO2 (X = 8,68 Вт/мК). Градиент температур по радиусу ТВЭЛа представлен на рисунке 2б.

а) б)

Рис. 2. Распределение температур в поперечном сечении 1,07108 Вт/м3) участка на высоте 0,03 м: а) поле температур; б) градиент температур в сечении А-А

На рисунке 3 представлено распределение скоростей в трех характерных участках. На рисунке 3а представлено распределение скоростей на участке 0,5 м. Данный участок характеризуется не сильно изменяющимися свойствами теплоносителя. Профиль скорости имеет классическую форму скорости. Максимум скорости наблюдается в центре элементарной ячейки и составляет 1 м/с. Во второй зоне (рис. 3б) происходит перераспределение профиля скорости ввиду сильно изменяющихся свойств теплоносителя: вязкость, плотность. При формировании профиля скорости на данном участке большое значение имеют архимедовы силы, возникающие ввиду больших градиентов плотностей по сечению элементарной ячейки. Можно отметить, что максимум скорости находится в узком сечении ячейки. Уменьшение градиентов плотности и вязкости приводит профиль скорости к классическому виду с максимумом скорости в центре элементарной ячейки (см рис. 3в). Скорость теплоносителя от сечения к сечению увеличивается, что связано с уменьшением плотности теплоносителя.

а)

8-35«е-001 |т в"-!]

б)

в)

Рис. (—/ .

pf сР{.

Ввиду того, что имеет место теплообмен с сильно изменяющимися теплофизическими свойствами теплоносителя, необходимо для расчета теплоотдачи учитывать неизетермичность потока теплоносителя. Неизетермичность учитывается введением соответствующих поправок на изменение теплофизических свойств теплоносителя:

Pw/Pf, СрУСРГ К/

где pw; Cpw; - плотность, теплоемкость, вязкость теплоносителя по температуре

стенки;

Р£ Cpf; [ - плотность, теплоемкость, вязкость теплоносителя в потоке.

При нахождении температуры стенки учитывалось падение давления по длине [4] и изменение теплофизических свойств воды [5].

Верификация кода АКБУБ-СЕХ проводилась по температуре стенки тепловыделяющего элемента. На рисунке 4 представлены распределения температуры стенки по длине в широком зазоре элементарной ячейки.

удт

Т*м11 [БииоЩ 1 '.'■.ч [Одоякин-Лопое)

Т™а11 (ФЭИ)

а)яУ= 1,07-108 Вт/м3, pW = 606,06 кг/м2с, к-8

б) Яу = 1,39108 Вт/м3, pW = 606,06 кг/м2с, к-8

- Тлв11

- I.'. I Б* ч|м 1

- ТчтаИ [Додякин-Попоа)

- Ти.,' I [ФДИ]

в)яУ= 1,07-108 Вт/м3, pW = 606,06 кг/м2с, к-й

г) Яу = 1,39 108 Вт/м3, pW = 606,06 кг/м2с, к-й

Рис. 4. Распределения температуры стенки по длине

Хорошее совпадение результатов расчета по коду АКБУБ-СЕХ и экспериментальных данных наблюдается в первой зоне, которая характеризуется малым изменением свойств теплоносителя.

Различия результатов расчета и экспериментальных данных на втором и третьем участках, по всей видимости, связано с крупой расчетной сеткой. Для детального описания процессов тепломассообмена в этой области необходимо использовать более мелкую сетку.

С учетом погрешности в экспериментах, которая составляет ±20-25% по определению критериев Нуссельта, результаты расчета являются вполне приемлемыми. В ходе анализа результатов расчета выявлена сеточная зависимость решения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработана расчетная модель, которая состоит из 6 регулярных элементарных ячеек, образованных семью ТВЭЛами. Модель разработана на основе тепловыделяющей сборки реактора ВВЭР-СКД, конструкция которой предложена ОКБ «Гидропресс». Длина энерговыделения составляет 4050 мм, относительный шаг решетки S/d = 1,12. Расчет проводился для различных режимов при вариации энерговыделения и с использованием двух моделей турбулентности k-s и k-Q.

В результате расчета были получены распределение температур в ТВС и поле скоростей теплоносителя. Было проведено сравнение значений температуры оболочки тепловыделяющего элемента, рассчитанной в программе ANSYS-CFX, с температурой оболочки, рассчитанной по эмпирическим зависимостям. В ходе анализа результатов расчета выявлена сеточная зависимость решения. С учетом погрешности в экспериментах, которая составляет ±20-25 % по определению критериев Нуссельта, результаты расчета являются вполне приемлемыми.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кириллов, П.Л. Сверхкритические параметры - будущее реакторов с водяным теплоносителем и АЭС [Текст] / П.Л. Кириллов // Атомная техника за рубежом. - 2001. - №6.

2. Васильченко, И.Н. и др. Концепция активной зоны ВВЭР-СКД; выбор конструкционных материалов и конструкция ТВС. Годовой отчет «Об основных научно-технических работах ОКБ «Гидропресс» за 2007 год» [Текст] / И.Н. Васильченко, С.Н. Кобелев, В.М. Махин и др. // Научно-технический и рекламный сборник №8. - Подольск, 2008.

3. Grahm Richards, Igor Pioro, Glenn Harvel, Alexsei Shelegov, Pavel Kirillov. Temperature Profiles of a Vertical, 7-Element Bundle Cooled with Supercritical Freon-12 // Journal of Energy and Power Engineering. - 2013. - №2. - Volume 7.

4. Кириллов, П.Л. и др. Справочник по теплогидравлическим расчетам [Текст] / П.Л. Кириллов, Ю.С. Юрьев, В. П. Бобков. - М.: Энергоатомиздат, 1990.

5. Ривкин, С.Л. и др. Теплофизические свойства воды и водяного пара [Текст] / С.Л. Ривкин, А.А. Александров. - М., 1975.

Numerical Simulation of Heat Transfer Characteristics of SCWR Fuel Assembly

D.S. Grusintsev*, A.S. Shelegov**

Obninsk Institute of nuclear power engineering the Branch of National Research Nuclear University «MEPhI», 1 Studgorodok, Obninsk, Kaluzhskaya region, Russia 249040 * e-mail: [email protected] ; ** e-mail: [email protected]

Abstract - The article is devoted to the results of numerical simulation of heat transfer characteristics of a fuel assembly cooled by a water of super critical parameters. It also corresponds about the calculation done for verification of ANSYS CFX code. The authors tell about the verification carried out with the use of empirical correlations for Nusselt criterion. The flow velocity field and temperature distribution are obtained. The results of a simulation in a whole are in agreement with experimental data.

Keywords: supercritical parameters, coolant, fuel assembly, heat transfer, numerical simulation code.

Физика возникновения импульсов энергий в длинных линиях питания при грозовых разрядах - Энергетика и промышленность России - № 12 (40) декабрь 2003 года - WWW.EPRUSSIA.RU

Газета "Энергетика и промышленность России" | № 12 (40) декабрь 2003 года

При грозовых разрядах в длинных линиях возникают импульсы больших энергий. Длительность таких импульсов может составлять от 1мкс до 700 мкс и более. Величина напряжения - от сотен вольт до десятков киловольт. В результате длительных изучений различными лабораториями мира были получены усредненные параметры импульсов грозовых разрядов. На линиях электропередач и телефонии длиной, измеряемой километрами, возможны грозовые импульсы величиной до 20-25 КВ с током до 10 КА. В более коротких линиях, измеряемых сотнями метров, могут быть наведены импульсы до 6 КВ с током до 3 КА. В линиях, проходящих внутри зданий, могут наводиться импульсы с напряжением до 6 КВ и током до 500 А. Усредненный разрядный импульс составляет по времени 8/20 мкс. Среднестатистический спектр излучения грозового разряда лежит в области частот 2-8 КГц.

Каналы попадания грозовой импульсной энергии в цепи питания

Основным каналом попадания импульсов в цепи питания и передачи информации является индуктивный канал. Этот канал образуется путем распространения магнитных и электрических силовых линий от проводящего ствола молнии.

Другим каналом попадания могут являться емкостные связи между проводами, проходящими внутри здания, и шинами молниезащиты, проходящими параллельно этим проводам. Особенно опасен этот канал при прямом попадании молнии в защитные шины молниезащиты.

Третьим каналом проникновения может быть земляной растекающийся потенциал. Он возникает в подземных кабелях при близком разряде молнии в поверхность земли. Основной причиной выхода аппаратуры из строя в этом случае является большая разность потенциалов на заземляющих шинах оборудования, установленного на значительном расстоянии друг от друга и от точки грозового разряда. При стремлении цепей оборудования уравновесить свои потенциалы по кабельным линиям и цепям входов/выходов могут протекать очень большие токи. Эти токи могут разрушить электронное или электрическое оборудование.

Цепи проникновения импульсов в электронное и электрическое оборудование

По каналам проникновения импульсы попадают в цепи проникновения и оттуда на элементы и внутренние структуры оборудования. Основных цепей проникновения - три.

Первая цепь это цепь питания 220 В. Импульсы электромагнитной энергии попадают на входной трансформатор. Если перед входным трансформатором нет цепей защиты, специальных фильтров или сетевых кондиционеров, то помеха через трансформаторные и емкостные связи попадает на внутренние элементы аппаратуры.

Вторая цепь-цепь питания постоянным током. Во многих случаях оборудование ОПС, теленаблюдения и телекоммуникаций питается от источников резервного питания, удаленного от оборудования на десятки и сотни метров. В этом случае, как уже было описано, в подобных цепях в грозу возникают импульсы больших энергий. Они без особых препятствий могут попадать на внутренние структуры аппаратуры.

Третий путь проникновения — прямо по информационным путям оборудования. В аппаратуру ОПС и пожарной автоматики импульсы больших энергий попадают из шлейфовых и пусковых цепей. В шлейфовой цепи, как правило, установлен оконечный резистор. Многие монтажные организации ошибочно полагают, что шлейфовый резистор способен ограничить наведенный импульс, а в каких-то случаях и спасти оборудование. В этом случае думают, что резистор сгорает и, как предохранитель, разрывает шлейфовую цепь.

На самом деле в момент воздействия импульса величиной от 2 КВ и выше происходит лавинообразный пробой угольного слоя резистора с выходом из строя всего, что находится за резистором. Причем этот процесс носит нелинейный характер, и после разрушения резистивной пленки ток отнюдь не уменьшается, а увеличивается.

При последующих воздействиях импульсов резистор ведет себя как газовый или воздушный разрядник с резким увеличением тока в момент разряда и никоим образом не защищает оборудование!

Указанное заблуждение очень устойчиво, и в него часто впадают даже специалисты крупных и известных российских фирм.

Способы защиты оборудования. Защитные элементы

Основным способом защиты является применение специальных защитных устройств, которые ограничивают по амплитуде электрические импульсы помех и частично поглощают энергию этих импульсов. Основная часть энергии при подключении устройств защиты на обоих концах линии превращается в тепловую энергию, рассеивающуюся при импульсных всплесках на подводящих проводах.

Простейшими устройствами защиты являются газовые и воздушные грозоразрядники, варисторы, специальные диоды TVS.

К сожалению, применение этих устройств как самостоятельных устройств защиты в большинстве случаев неэффективно по нескольким причинам.

Газовые грозоразрядники способны ограничивать напряжения величиной 10-30 В до 20-30В.Токи, текущие через разрядник, могут достигать при этом до 10 КА. Но скорость срабатывания этих устройств невелика (от нескольких десятых до единиц микросекунд), что может привести к разрушению микроструктур защищаемых устройств.

Металлооксидные варисторы гораздо быстрее ограничивают выбросы напряжения (единицы наносекунд), но, к сожалению, величина остаточного напряжения на них может в несколько раз превышать предельно допустимое. Это объясняется тем, что на варисторах остается зависимость величины напряжения от величины протекающего тока.

TVS-диоды — самые быстрые элементы защиты (единицы наносекунд), но токи, которые могут протекать через них при срабатывании, невелики и составляют не более 200 А.

Таким образом, универсальных устройств защиты не бывает. Для хорошей защиты (токи единицы или десятки КА, скорость - единицы наносекунд) необходимо применять комбинацию вышеуказанных устройств.

Необходимо также учитывать, что защитные элементы при прохождении через них значительных токов деградируют.

Деградация разрядников приводит к увеличению их сопротивления при разряде, потому что разрушаются их электроды и специальные внутренние покрытия электродов. Поэтому с каждым разрядом разрядники теряют часть своих защитных способностей.

Варисторы и TVS - диоды деградируют с уменьшением своего внутреннего сопротивления и в конце концов замыкают защищаемую линию.

Эти свойства также вынуждают применять каскадную защиту с элементами разных принципов действия.

Все кафедры | УралГУФК

Кафедра анатомии Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Орджоникидзе, 1, каб. 228. График работы: Пн. – сб. 8:30–17:00 Городской: 8(351)217-04-36, Внутренние: 128, 129 [email protected]
Кафедра безопасности жизнедеятельности Адрес: 454080, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Энгельса, 22, каб. 403 — зав. кафедрой, 404 — преподават.; 302 — преподават. (II корп.) График работы: Пн.–сб. 8:30–17:00 Городской: 8(351)217-08-76 (манеж), 8(351)217-04-45 (II корп.), Внутренний: 405 — зав. кафедрой, 404 — преподават. (манеж), 213 — преподават. (II корп.) [email protected]
Кафедра биохимии Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Орджоникидзе, 1, каб. 229 График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)217-04-36, Внутренние: 204, 205 [email protected] ru
Кафедра иностранных языков Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Российская, 258, каб. 215, 216, 217 График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)217-03-94, Внутренние: 136, 132 [email protected]
Кафедра математики, физики и информационных технологий Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Российская, 258, каб. 504, 505 График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)218-62-02, Внутренние: 152, 258 [email protected]
Кафедра менеджмента и экономики в спорте Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Российская, 258, каб. 307 — заведующий кафедрой, каб. 310 — преподавательская График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)217-02-45, Внутренние: 113 — преподавательская, 252 — заведующий кафедрой [email protected]
Кафедра педагогики Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Орджоникидзе, 1 — каб. 301 (преподават.). Ул. Российская, 258 — каб. 316 (преподават.), каб. 315 (профессор А. А. Найн). График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)218-09-01, Внутренний: к. 301 — 212, к. 316 — 157, к. 315 — 264 [email protected]
Кафедра права и правового обеспечения физкультурно-спортивной деятельности Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Российская, 258. Каб. 511 График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)217-03-94, Внутренний: 159 [email protected]
Кафедра социально-гуманитарных наук Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Российская, 258, каб. 207 — заведующий кафедрой, каб. 206 — преподавательская График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)217-04-45, Внутренний: 125 — преподавательская, 158 — заведующий кафедрой [email protected]
Кафедра спортивной медицины и физической реабилитации Адрес: 454080, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Труда, 168. Каб. 209 — заведующий кафедрой, методисты, каб. 301 — преподавательская. График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)217-04-92, Внутренний: 517 — методисты, 519 — преподавательская, 516 — заведующий кафедрой [email protected] ru
Кафедра теории и методики бокса Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Энгельса, 22. Каб. 125. График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)217-09-36, Внутренний: 426 [email protected]
Кафедра теории и методики борьбы Адрес: 454080, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Энгельса, 22. Каб. 205. График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)217-09-26, Внутренний: 406 — зав. кафедрой, 414, 415 — преподават. [email protected]
Кафедра теории и методики гимнастики и водных видов спорта Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл. , г. Челябинск, ул. Российская, 258. Каб. 506, 507. График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)218-62-02, Внутренние: 216 — преподавательская, 261 — заведующий кафедрой, 309 — спортивный зал гимнастики [email protected]
Кафедра теории и методики конькобежного спорта Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Энгельса, 22. Каб. 301 (правое крыло, третий этаж). График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)217-09-41, Внутренний: 424 — зав. кафедрой, 425 — преподават. [email protected]
Кафедра теории и методики легкой атлетики Адрес: 454080, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Энгельса, 22. Каб. 401. График работы: 8:30–17:00 (пн. –сб.) Городской: 8(351)217-09-14, Внутренний: 420, Заведующий кафедрой: 8(902)609-97-48 [email protected]
Кафедра теории и методики лыжного спорта Адрес: 454080, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Энгельса, 22. Каб. 010 (лыжная база), 203 (преподават.), 204 (В. В. Винантов), 304 (зав. каф.). График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)217-09-42, Внутренние: 407 (В.В. Винантов), 408 (препод.), 423 (лыжная база), 432 (зав. каф.) [email protected]
Кафедра теории и методики оздоровительных технологий и физической культуры Востока Адрес: 454080, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Труда, 168, стр. 3. Каб. 210, 211. График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)217-09-21, Внутренний: 509 [email protected] ru
Кафедра теории и методики спортивных игр Адрес: 454080 г. Челябинск, ул. Энгельса 22. Учебно-спортивный комплекс УралГУФК, 2 этаж, аудитория 201 График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8 (351) 217-09-41, Внутренний: 422 [email protected]
Кафедра теории и методики танцевальных видов спорта Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Труда, 168, корп. 3. Каб. 307 График работы: 9:00–17:00 (пн.–сб.) 8(351)217-04-86, Внутр.: 527 [email protected]
Кафедра теории и методики физического воспитания Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Российская, 258. Каб. 413, 414 График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)218-62-01, Внутренние: 231 — преподават., 232 — зав. кафедрой [email protected]
Кафедра теории и методики хоккея и футбола Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Российская, 258. Каб. 402, 403 График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)218-62-01, Внутренние: 151 — зав. кафедрой, 253 — преподават. [email protected]
Кафедра теории физической культуры и биомеханики Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Орджоникидзе, 1. Каб. 006 График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)217-04-36, Внутренний: 111 [email protected] ru
Кафедра туризма и сервиса Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Российская, 258. Каб. 211 График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)217-03-94, Внутренний: 144 [email protected]
Кафедра управления физической культурой Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл., г. Челябинск, ул. Российская, 258. Каб. 406 — заведующий кафедрой, 407, 204 — преподавательские График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)218-62-02, Внутренние: 135 — заведующий кафедрой, 235 — к. 407, 304 — к. 204 [email protected]
Кафедра физиологии Адрес: 454091, Уральский федеральный округ, Челябинская обл. , г. Челябинск, ул. Орджоникидзе, 1. Каб. 324 — заведующий кафедрой, 325 — преподавательская График работы: 8:30–17:00 (пн.–сб.) Городской: 8(351)217-01-49, Внутренний: 215 — преподавательская, 306 — зав. кафедрой [email protected]

ethernet — Подключение TVS до или после Ethernet-трансформатора?

Интересный вопрос.

В действительности, вероятно, не имеет большого значения, на какую сторону вы их ставите, однако есть плюсы и минусы для обоих.

Сторона разъема

PRO: Как правило, вы хотите, чтобы ограничители переходных процессов были как можно ближе к разъему, чтобы скачок напряжения /тока не слишком сильно падал на печатной плате и имел меньше шансов для перекрестного соединения с другими незащищенными следами. и устройства через емкостную связь. Находясь на стороне разъема, очевидно, выполняет это требование.

CON 1: Подавители действительно существуют для защиты вашей электроники. За пределами трансформатора они на самом деле не "непосредственно" защищают многое, кроме трансформатора, который, вероятно, не заботится о том, есть ли скачок на линии.

CON 2: Если для короткого замыкания диода TVS достаточно всплеска, теперь у вас есть закороченный кабель связи.

CON 3: Существует некоторый вопрос о том, значительно ли устройства TVS изменяют полное сопротивление линии. Это может повлиять на пропускную способность вашей системы.

Сторона водителя

PRO: здесь устройство фактически защищает ваши чувствительные устройства.

CON 1: энергия выброса рассеивается на вашей стороне интерфейса. Это может привести к переходным процессам, распространяющимся в наземную систему вашей печатной платы.

CON 2: Необходимо обеспечить тщательную маршрутизацию, чтобы гарантировать, что линии от разъема через трансформатор изолированы от других сигналов до точки TVS.

CON 3: Возможно, что достаточно неприятный всплеск может привести к короткому замыканию изоляции в трансформаторе, что приведет к значительному снижению функциональности.

Резюме

Из вышесказанного может показаться, что сторона разъема является лучшим способом защиты, но сторона водителя менее навязчива к функциональности линии.

Парковая практика

Этим летом, как и многие годы ранее, в нашем городе открыла свою работу практика студентов биологического факультета МГУ. Второкурсники с 15 кафедр приехали для того, чтобы изучать физико-химические методы и применение математических методов в биологии. Особенностью практики этого года стало то, что студенты трудились не только в тиши лабораторий, но и на природе, и деятельность в последнем случае мало относилась к учебным дисциплинам. О работах на территории пущинской усадьбы – наш БФ href="http://www.tv-tvs.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=2489&Itemid=2">следующий сюжет.

Лето – не повод для прекращения учебы. Этим постулатом руководствуются студенты биофака МГУ и организаторы практики. В Пущино уже много лет существует база для подобной работы. Решение биологических задач, действия с приборами… Организовать два полноценных практикума для 170 второкурсников – сложная, но очень важная цель.

Людмила Сатина, старший преподаватель кафедры физико-химической биологии биологического факультета МГУ, руководитель практики по физико-химическим методам в биологии: "Это, вообще, уникальная возможность для ребят осуществить погружение в физико-химические методы, в матметоды. Они сочетают именно в Пущино такие возможности связи с научным центром, с институтами, что тоже очень существенно для них. Потому что они в реальных лабораториях делают часть задач, они видят как работают современные лаборатории".

Студенты биофака, уезжая, всегда благодарят за интересную, насыщенную практику, где можно и получить знания в условиях реальных лабораторий, и немного отдохнуть на природе после тяжелой сессии. Однако в этом году в привычную процедуру были внесены значительные изменения, а времяпрепровождения на открытом воздухе стало намного больше. Студентка Татьяна Шарапова и не предполагала, что в ходе практики попадет на территорию памятника истории и культуры.

Татьяна Шарапова, студентка 2 курса биологического факультета МГУ: "Нам предложили помочь в обустройстве усадьбе, мы, конечно, не смогли отказать в это деле благородном".

С инициативой привлечь студентов к восстановлению парка усадьбы выступила комиссия по культуре и информационной политике Совета депутатов. Субботников, которые проводятся как минимум 3 раза в год, разумеется, недостаточно для того чтобы сделать парк доступным для прогулок.

Елена Акимова, руководитель практики студентов 2 курса биологического факультета МГУ: "Когда мы поехали на практику, к нам обратилось руководство нашего факультета и попросили по возможности принять участие в этой акции. И мы связались с Верой Сергеевной, которая любезно пригласила нас в библиотеку, чтобы мы прослушали замечательную лекцию об истории усадьбы и после этого мы договорились о том, что мы готовы принять участие".

Вера Еремеева, председатель комиссии по культуре и информационной политике совета депутатов: "Мы провели для них вначале краеведческий лекторий, они посмотрели все это, восхитились и сказали «да, мы хотим работать». И теперь во второй половине дня после своей учебной практики они приходят сюда где-то часа на 2 и делают то, что мы предполагали – расчистить эти дорожки исторические, чтоб можно было по ним ходить".

Инициативу поддержали все – и общественность, и библиотекари, которые устраивали лекции об истории города, и руководство биофака МГУ, и сами студенты. Причем, ни у кого из ребят не возникло скептического вопроса «Почему на восстановлении пущинского памятника работает молодежь из Москвы?»

Татьяна Шарапова, студентка 2 курса биологического факультета МГУ: "Мы тут как гости, и логично бы предположить, что пущинцы нас так радостно приняли, что мы могли им чем-то помочь. Потому что, естественно, сил на обустройство этой усадьбы надо потратить много, и мы хоть чем-то можем помочь, я думаю, что это хорошо".

Вера Еремеева, председатель комиссии по культуре и информационной политике Совета депутатов: "Вот со стороны наших ребят, ребят, которые сейчас работают, ни разу не возникло сомнения – а почему мы. Скажем, москвичи или из других городов ребята. Хотя, конечно, честно говоря, мне досадно. Пущинцы сожалеют, что у нас усадьба в таком состоянии. Вот сейчас по грудь крапивы. Если б можно было попросить всех, кто владеет косами, выйти в один из свободных для них дней – со своими косами и скосить все, что вокруг усадебного дома… это было бы замечательно, это был бы вклад пущинцев в сохранение парка усадьбы".

Уже после первых посещений студентами МГУ заповедных, заросших крапивой, троп, территория перестала напоминать непролазные джунгли. Двухнедельные работы, обратившие в реальность договоренности на бумаге, стали значительным шагом в деле поддержания благоустройства парка.

Евгений Барыкин, студент 2 курса биологического факультета МГУ: "Сколько мы шли до усадьбы – метров 300, наверное, или 200 по тропе и здесь… Если представить, что все это раньше было заросшим, то, действительно, работы была проделана неплохая, хотя людей трудилось не так уж и много и не так уж и долго каждый день".

Александр Аулов, руководитель рабочей группы по вопросам сохранения пущинской усадьбы: "Мы очень рады, что в этом году у нас получилось организовать серьезные, масштабные работы в парке пущинской усадьбы. Я надеюсь, что это будет хороший задел для ежегодных подобных работ. Считаю, что силами молодежи, силами студентов мы сможем … восстановить парк пущинской усадьбы для того чтобы в нем можно было спокойно гулять жителям города, гостям, туристам. Чтобы все видели нашу замечательную пущинскую усадьбу".

Герои этих недель – студенты – работали как истинные биологи. Дружно усмиряя буйную поросль, они то и дело находили занятный экземпляр того или иного растения, удивлялись интересным видам.

Сейчас парк усадьбы серьезно изменился. Качественная прополка и уборка сделали его доступным для прогулок, и ребята отмечают, что не прочь продолжить начатое дело.

Евгений Барыкин, студент 2 курса биологического факультета МГУ: "Честно говоря, несмотря на то, что видно, что усадьба от времени пострадала, видно, что это замечательное красивое место, я был бы не против поработать немного, чтобы вернуть ему прежний вид, так что мне не жалко этого времени".

Как работает телевидение (ТВ)?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 1 июня 2021 г.

Телевидение - удивительное окно в Мир. По щелчку кнопку, вы можете путешествовать от Северного полюса до Серенгети, смотрите, мужчины гулять по Луне, видеть спортсменов, бьющих рекорды, или слушать мир лидеры выступают с историческими речами. Телевидение преобразовалось развлечения и образование; в Соединенных Штатах, по оценкам что дети проводят больше времени перед телевизором (в среднем 1023 часа в год), чем сидя в школе (900 часов в год).Много людей чувствую, что это плохо. Один из изобретателей телевидения Филон Т. Фарнсворт (1906–1971) пришел к выводу, что телевидение безнадежно онемел и не разрешал детям смотреть это. Хорош ли телевизор или плохой, нет никаких сомнений в том, что это гениальный изобретение. Но как именно это работает? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: В наши дни практически у всех есть плоскоэкранные телевизоры, из-за которых их изображения с использованием ЖК-дисплеев, плазмы или органических светодиодов. Но до 1990-х годов телевизоры были намного больше и громоздче, и практически все они использовали электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). технологии, как описано ниже.

Радио - с фотографиями

Основная идея телевидения - «радио с картинками». В другом слова, где радио передает звуковой сигнал (информация транслируется) по воздуху, телевидение передает сигнал изображения. Вы, наверное, знаете, что эти сигналы переносятся радиоволнами, невидимые узоры электричество и магнетизм, гонка по воздуху со скоростью легкий (300 000 км или 186 000 миль в секунду). Подумайте о радио волны несут информацию, как волны на море, несущие серферы: сами по себе волны не являются информацией: информация перемещается по вершина волн.

Фото: Когда радио стало более портативным, люди начали понимать, что крошечные телевизоры тоже могут быть такими. Этим ранним примером является Ekco TMB272 примерно 1955 года, который мог питаться либо от обычной домашней электросети, либо от 12-вольтовой батареи. Хотя он продавался как портативный, он был чрезвычайно тяжелым; Тем не менее, он нашел довольно нишевый рынок с такими телекомпаниями, как BBC, которые использовали его в качестве монитора для внешних трансляций.

Телевидение - это изобретение, состоящее из трех частей: телевизор , камера , которая превращает изображение и звук в сигнал; передатчик TV , который отправляет сигнал по воздуху; и ТВ-приемник (телевизор в вашем доме) который улавливает сигнал и снова превращает его в изображение и звук.Телевизор создает движущиеся изображения путем многократной съемки неподвижных изображений и представляя эти рамки Вашим глазам так быстро, что кажется, что они движутся. Думайте о телевидении как о электронный флик-книга. Изображения на экране так быстро мерцают, что соединяются в вашем мозгу, чтобы создать движущуюся картинку (правда, хотя это действительно много неподвижных изображений, отображаемых одно за другим).

Когда впервые появился телевизор, он мог обрабатывать только черно-белые изображения; инженеры изо всех сил пытались понять, как справиться с цветом, что было гораздо более сложная проблема. Теперь наука о свете говорит нам, что любой цвет может быть получен путем сочетания трех основных цветов: красного, зеленого, и синий. Итак, секрет создания цветного телевидения заключался в разработке камер, которые может захватывать отдельные красные, зеленые и синие сигналы, системы передачи, которые могут передавать цветовые сигналы по воздуху, и телевизоры, которые могли бы снова превратить их в движущееся разноцветное изображение.

Телекамеры

Мы можем видеть вещи, потому что они отражают свет в наши глаза. An обычные "неподвижные" фотоаппараты вещи, зафиксировав этот свет на светочувствительной пленке или используя электронный детектор света (в случае цифровой камеры), чтобы сделать снимок того, как что-то появилось в определенный момент.Телевизионная камера работает по-другому: она должна делать новый снимок поверх 24 раза в секунду, чтобы создать иллюзию движущегося изображения.

Фото: Типичная видео / телекамера. Оператор камеры стоит сзади и смотрит на небольшой экран телевизора, на котором точно видно, что снимает камера. Примечание что оператор не смотрит в объектив камеры: он видит воссоздание того, что объектив это просмотр на экране (это немного похоже на просмотр дисплея цифровой камеры).Фото Джастина Р. Блейка любезно предоставлено ВМС США.

Как лучше всего сделать снимок телекамерой? Если ты когда-либо пробовал скопировать шедевр со стены искусства галерею в записную книжку, вы будете знать, что есть много способов сделать это. Один из способов - нарисовать в блокноте сетку квадратов, а затем скопировать детали. систематически из каждой области исходного изображения в соответствующий квадрат сетки. Вы можете работать слева направо и сверху вниз, по очереди копируя каждый квадрат сетки.

Точно так же работает старомодная телекамера, когда она превращает изображение в сигнал для вещание, только он копирует картинку, которую видит, по строке за раз. Детекторы света внутри камеры сканируют изображение построчно, точно так же, как ваши глаза просматривают изображение сверху вниз в Галерея искусств. Этот процесс, который называется сканированием растра , превращает изображение в 525 различных "строк". цветного света »(в распространенной телевизионной системе NTSC или 625 строк в конкурирующей системе, известной как PAL), которые передаются по воздуху в ваш дом в виде видео (изображения) сигнал.В то же время микрофоны в телестудии улавливают звук, который сочетается с изображением. Это передается вместе с информация об изображении как отдельный звуковой (звуковой) сигнал.

Современные телекамеры больше не «сканируют» изображения таким образом. Вместо этого, как и в видеокамеры и веб-камеры, их линзы фокусируют снимаемую сцену небольшие микрочипы с распознаванием изображения (либо ПЗС- или КМОП-сенсоры), которые преобразуют преобразование цветов в цифровые электрические сигналы. В то время как традиционные сканирующие камеры использовали только 525 или 625 строк, чипы распознавания изображения в сегодняшних камерах HDTV (телевидения высокой четкости) обычно имеют 720 или 1080 строк для более детальной съемки. Некоторые камеры имеют один датчик изображения, улавливающий все цвета одновременно; у других есть три отдельных, захват отдельных сигналов красного, синего и зеленого - основных цветов от которые можно сделать в любой цвет на вашем телевизоре.

Изображение: телекамеры разбивают изображение на отдельные сигналы красного, зеленого и синего цветов. Белый свет (состоящий из всех цветов), исходящий от снимаемого объекта, проходит через линзу (1) и попадает в светоделитель (2). Обычно это состоит из двух частей, трихроичная призма, которая разделяет свет на отдельные красные, зеленые и синие лучи, каждый из которых обнаруживается отдельным датчиком изображения CCD или CMOS.Схема (3) математически синхронизирует и объединяет выходные сигналы с датчиков изображения красного, зеленого и синего цветов, чтобы создать единый видеосигнал на основе компонентов, называемых яркостью и цветностью (грубо говоря, яркостью и цветом каждой части изображения). Другая часть схемы мгновенно воссоздает снимаемое изображение на маленьком экране в видоискателе (4). Между тем звук из микрофона (не показан) синхронизируется с видеосигналом для создания выходного сигнала, готового к передаче (5).

ТВ-передатчики

Фото: Телевизионные антенны не обязательно должны выглядеть уродливо: они могут стать ярким центральным элементом здания, как здесь, в студии KJRH TV, известной достопримечательности Талсы, Оклахома. Фото: любезно предоставлено архивом фотографий Джона Марголиса «Придорожная Америка» (1972–2008 гг.). Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Чем громче вы кричите, тем легче услышать кого-то в расстояние. Более громкие шумы создают большие звуковые волны, которые могут путешествовать дальше, пока их не поглотили кусты, деревья и все беспорядок вокруг нас.Тоже самое верно для радиоволн. Чтобы создать достаточно сильные радиоволны, переносить радио и телекартинки за много миль от телестанции до чьей-то домой вам нужен действительно мощный передатчик. Это фактически гигантская антенна (антенна), часто размещаемая на вершина холма, так что это может как можно дальше посылать сигналы.

Не все принимают телевизионные сигналы, передаваемые по воздуху в этом способ. Если у вас есть кабельное телевидение, ваши телевизионные изображения "передаются" в Ваш дом по проложенному оптоволоконному кабелю под твоей улицей.Если у тебя есть спутниковое телевидение, картинка, которую вы видите был отброшен в космос и обратно, чтобы помочь ему путешествовать из одного сторона страны в другую.

При традиционном телевещании передаются сигналы изображения. в аналоговой форме: каждый сигнал проходит как волнистый (вверх-вниз движущаяся) волна. Большинство стран сейчас переходят на цифровой телевидение, которое работает аналогично цифровому радио. Сигналы передаются в цифровой форме. Многие таким образом можно отправить больше программ и, вообще говоря, картинку качество лучше, потому что сигналы менее восприимчивы к вмешательство во время путешествия.

ТВ-ресиверы

Неважно, как ТВ-сигнал попадает в ваш дом: один раз он прибыл, ваш телевизор обращается с ним точно так же, будь то поступает от антенны на крыше, от кабеля, идущего под землей, или со спутниковой антенны в саду.

Помните, как телевизор камера превращает картинку, на которую она смотрит, в серию линий, формировать исходящий ТВ-сигнал? Телевизор должен работать так же в обеспечить регресс чтобы снова превратить линии входящего сигнала в точное изображение сцена, которую снимала камера.Различные типы телевизоров делают это в различные пути.


Фотографии: Ранние ТВ-приемники. 1) Типичный черно-белый телевизор 1949 года. Обратите внимание на крошечный экран. 2) Комбинированный теле- и радиоблок HMV 904 примерно десять лет назад. Громкоговоритель слева, ручка настройки радио находится в центре, а экран телевизора (опять же крошечный) справа. Оба используют технологию электронно-лучевой трубки и являются экспонатами Think Tank, научного музея в Бирмингеме, Англия.

Телевизоры с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)

Фото: Типичный старомодный телевизор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ).Практически каждый телевизор выглядел так до 1990-х годов, когда ЖК-экран с плоским экраном и плазменные телевизоры начали преобладать. Электронно-лучевые телевизоры сейчас довольно сложно найти!

Телевизоры старого образца с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) принимают входящий сигнал и разбить его на отдельные аудио и видео компоненты. Звуковая часть подается в звуковую цепь, которая использует громкоговоритель для воссоздания оригинала. звук записал в телестудии. Между тем видеосигнал отправляется на отдельный контур. Это запускает пучок из электронов (быстро движущиеся отрицательно заряженные частицы внутри атомов) вниз по длинной электронно-лучевой трубке.Когда луч летит по трубе, электромагниты поворачиваются. это из стороны в сторону, поэтому он систематически сканирует взад и вперед по экран, строка за строкой, "раскрашивая" картинку снова и снова как своего рода невидимая электронная кисть. Электронный луч движется так быстро, что вы не видите, как это создает картину. Это не на самом деле «раскрашивает» что угодно: он делает яркие пятна разноцветного света, как он попадает в разные части экрана. Это потому, что экран покрытый множеством крошечных точек химикатов, называемых люминофором.Когда электронный луч попадает на точки люминофора, они образуют крошечные точки. красного, синего или зеленого света. Путем включения и выключения электронного луча при сканировании мимо красных, синих и зеленых точек видеосхема может создать целостную картину, осветив одни точки и оставив другие темный.

Как работает телевизор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)

  1. Антенна (антенна) на крыше улавливает радиоволны от передатчик. При использовании спутникового телевидения сигналы поступают со спутниковой антенны. установлен на стене или крыше.С кабельным телевидением сигнал приходит к вам по подземному оптоволоконному кабелю.
  2. Входящий сигнал поступает в антенное гнездо на задней панели телевизора.
  3. Входящий сигнал передает изображение и звук более чем на одна станция (программа). Электронная схема внутри телевизора выбирает только станцию вы хотите смотреть и разбивает сигнал для этой станции на отдельные аудио (звук) и видео (изображение) информация, передавая каждую отдельный контур для дальнейшей обработки.
  4. Схема электронной пушки разделяет видеочасть сигнала на отдельные красный, синий и зеленый сигналы. управлять тремя электронными пушками.
  5. Схема запускает три электронных пушки (одну красную, одну синюю и одну зеленый) вниз по электронно-лучевой трубке , как толстая стеклянная бутылка, из которой воздух был удален.
  6. Электронные лучи проходят через кольцо электромагнитов . Электронами можно управлять с помощью магнитов, потому что они имеют отрицательное электрический заряд.Электромагниты направляют электронные лучи так, чтобы они проведите по экрану взад и вперед, строка за строкой.
  7. Электронные лучи проходят через решетку отверстий, называемую маской, который направляет их так, чтобы они попадали в точные места на экране телевизора . Где лучи попадают в люминофор (цветные химические вещества) на экране, они производят красные, синие или зеленые точки. В других местах экран остается темным. В узор из красных, синих и зеленых точек создает очень цветную картину. быстро.
  8. Между тем, звуковая (звуковая) информация из входящего сигнала передается в отдельный аудиосхема .
  9. Аудиосхема управляет громкоговорителем (или громкоговорителями, поскольку их как минимум два в стереотелевизоре), поэтому они воссоздают звук точно в такт движущемуся изображению.

Фото: Старый телевизор с электронно-лучевой трубкой. проходит испытания и ремонт. Желтое поле на передней панели - это измеритель, который проверяет протекающий ток. через цепи телевизора. Открытый телевизор сзади, и мы смотрим сзади вперед (так что экран направлен от нас).Фото летчика Мэйбель Тиноко любезно предоставлено ВМС США.

Оригинальный ЭЛТ

Подобные электронно-лучевые телевизоры были изобретены российским физиком и инженером-электронщиком Владимиром Зворыкиным, чей патент на идею был подан в 1923 году и получен пятью годами позже. Вот деталь одного из оригинальных чертежей в этом патенте - и вы можете видеть, насколько он похож на «современный» ЭЛТ.

Иллюстрация: черно-белый дизайн ЭЛТ Зворыкина 1920-х годов.Внутри электронно-лучевой трубки (55, серая) находится одна электронная пушка, состоящая из анода (56, темно-синий), катода (57, светло-синий) и сетки (54, желтый) между ними. В центре расположены электрические пластины (58, 59, красные) и катушки (69, 70, оранжевые) для управления электронным лучом с помощью электромагнитных полей. Изображение формируется на люминесцентном люминофорном экране (60) на конце трубки. Из Патент США: 2 141 059: Телевизионная система Владимира Зворыкина, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Телевизоры с плоским экраном

Сегодня довольно сложно найти телевизоры с электронно-лучевой трубкой. Поскольку они основаны на аналоговые технологии, и большинство стран сейчас переходят на цифровые, ЭЛТ по сути устаревший (если вы не используете адаптер, называемый телеприставкой, который позволяет вашему ЭЛТ забрать цифровые трансляции). Вместо этого у большинства людей есть плоские экраны, и они используют один из трех разных технологии: LCD, плазма или OLED.

ЖК-телевизоры

(жидкокристаллический дисплей) содержат миллионы крошечных элементов изображения, называемых пикселями, которые можно включить или выключить электронным способом, чтобы сделать снимок.Каждый пиксель состоит из трех меньших красных, зеленых и синих подпикселей. Эти могут индивидуально включаться и выключаться жидкими кристаллами - эффективно микроскопические переключатели света, которые включают или выключают субпиксели с помощью скручивание или раскручивание. Поскольку нет громоздкой электронно-лучевой трубки и люминофорный экран, ЖК-экраны намного компактнее и энергоэффективнее эффективнее, чем старые ТВ-приемники. Подробнее читайте в нашей статье о ЖК-дисплеях.

Плазменный экран похож на ЖК-дисплей, но каждый пиксель представляет собой микроскопический флуоресцентный лампа светится плазмой.Плазма - это очень горячая форма газа в атомы разлетелись на части и образовали отрицательно заряженные электроны. и положительно заряженные ионы (атомы минус их электроны). Они свободно перемещаются, создавая нечеткое свечение света при столкновении. Плазменные экраны могут быть намного больше обычных телевизоров с электронно-лучевой трубкой, но они также намного дороже. Подробнее читайте в нашей статье о плазменных телевизорах.

Если вам нужен действительно плоский телевизор, вы, вероятно, выберете тот, который использует Технология OLED (органических светодиодов).Как следует из названия, OLED-светодиоды немного похожи на обычные светодиоды, но сделаны из органического (углеродного) пластика. вместо обычных полупроводников. OLED-дисплей очень тонкий (всего несколько миллиметров), очень яркий и потребляет гораздо меньше энергии, чем аналогичный ЖК-дисплей. Подробнее читайте в нашей статье об OLED.

Краткая история телевидения

  • 1884: немецкий студент Пауль Нипков (1860–1940) изобретает вращающийся диск с отверстиями в нем (позже известный как диск Нипкова), который может преобразовывать изображение в серию световых импульсов.
  • 1888: немецкий физик Генрих Герц (1857–1894) демонстрирует, как создавать радиоволны.
  • 1894: Сэр Оливер Лодж (1851–1940), британский физик, успешно передает сообщение по радио из одной комнаты здания в другую.
  • 1922: американский инженер-электронщик Фило Т. Фарнсворт (1906–1971) получает идею о системе телевизионного сканирования, когда он наблюдает, как лошадь его отца вспахивает поле аккуратными рядами.
  • 1923: российский физик и инженер-электронщик Владимир Зворыкин (1888–1982) подает Патент США: 2 141 059 (выдан в 1929 году) на телевизионную систему, в которой используются электронно-лучевые трубки как в передатчике, так и в приемнике.Переезжая в США, он работает на Westinghouse, а затем RCA, где он возглавляет усилия компании по развитию телевидения.
  • 1924: шотландский изобретатель Джон Логи Бэрд (1888–1946) использует диск Нипкова для передачи мерцающего телевизионного изображения на несколько футов через комнату.
  • 1925: Бэрд проводит первую публичную демонстрацию грубо отсканированных телевизионных изображений в лондонском универмаге Selfridges, а более сложную демонстрацию приглашенной научной аудитории 26 января 1926 года.
  • 1927: Фарнсворт подает патент США: 1,773,980 (выдан в 1930 г.) на его анализатор изображений, первую в мире полноценную телекамеру.
  • 1928: Бэрд демонстрирует цветной телевизор и раннюю форму 3D-телевидения.
  • 1932–1934: родился в России Исаак Шенберг (1888–1946), работая в британской компании EMI, разрабатывает полностью электронную телевизионную систему, в значительной степени основанную на идеях Зворыкина. Позже EMI ​​объединяет усилия с Маркони, чтобы сформировать Marconi-EMI.
  • 1932: BBC (Британская радиовещательная корпорация) начинает общественное телевидение 22 августа 1932 года, в конечном итоге выбрав систему Marconi-EMI.BBC начинает транслировать первый в мире регулярный телеканал из Лондона. Александра Палас 2 ноября 1936 года.
  • 1940: пионер пластинок Питер Голдмарк из CBS разрабатывает систему цветного телевидения, в которой используется вращающееся колесо для чередования красного, синего и зеленого цветов. По сообщению «Нью-Йорк Таймс» от 5 сентября 1940 года под заголовком «Цветное телевидение достигает реализма»: «Вчера прессе было продемонстрировано телевидение ярких оттенков, воспроизводящее целый ряд цветов от цветочных садов до звезд и полос на голубом небе.«
  • 1940: Мексиканец Гильермо Гонсалес Камарена разрабатывает альтернативный цветной телевизор на основе вращающегося, механического колеса и патента файлов (патент США: 2296019: Хромоскопический адаптер для телевизионного оборудования) в августе 1941 года (его мексиканская заявка на патент была подана 19 августа. , 1940).
  • 1954: RCA (Radio Corporation of America). продает первые цветные телевизоры 25 марта 1954 года.
  • 1964: Дональд Битцер , Джин Слоттоу и Роберт Уилсон из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн производят первый плазменный телевизор, основанный на компьютерном дисплее с высоким разрешением для обучающей системы PLATO.
  • 1988: Японская Sharp Corporation выпускает первый коммерческий ЖК-телевизор.
  • 1990-е годы: первые публичные передачи HDTV (телевидения высокой четкости) сделаны в Соединенных Штатах и ​​Европе.
  • 1999: Журнал Time называет Фило Т. Фарнсворта одним из 100 самых влиятельных людей 20 века.
  • 2000-е годы: многие страны переходят с аналогового на цифровое телевидение. В Соединенных Штатах, например, переход был завершен в 2006 году, но некоторые страны не перейдут на него полностью до 2020-х годов.
  • 2007: Sony , еще один японский производитель, представляет первый в мире OLED-телевизор XEL-1, главным образом как «доказательство концепции». Несмотря на то, что экран составляет всего 28 см (11 дюймов), он продается за колоссальные 2500 долларов.
  • 2010–2017: Первые впечатления от 3D-телевидения быстро скисает. В 2013 году The New York Times объявила это «дорогим провалом». В 2017 году ведущие производители LG, Sony и Samsung отказываются от этой технологии.

Как работает телевидение (ТВ)?

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 1 июня 2021 г.

Телевидение - удивительное окно в Мир. По щелчку кнопку, вы можете путешествовать от Северного полюса до Серенгети, смотрите, мужчины гулять по Луне, видеть спортсменов, бьющих рекорды, или слушать мир лидеры выступают с историческими речами. Телевидение преобразовалось развлечения и образование; в Соединенных Штатах, по оценкам что дети проводят больше времени перед телевизором (в среднем 1023 часа в год), чем сидя в школе (900 часов в год).Много людей чувствую, что это плохо. Один из изобретателей телевидения Филон Т. Фарнсворт (1906–1971) пришел к выводу, что телевидение безнадежно онемел и не разрешал детям смотреть это. Хорош ли телевизор или плохой, нет никаких сомнений в том, что это гениальный изобретение. Но как именно это работает? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: В наши дни практически у всех есть плоскоэкранные телевизоры, из-за которых их изображения с использованием ЖК-дисплеев, плазмы или органических светодиодов. Но до 1990-х годов телевизоры были намного больше и громоздче, и практически все они использовали электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). технологии, как описано ниже.

Радио - с фотографиями

Основная идея телевидения - «радио с картинками». В другом слова, где радио передает звуковой сигнал (информация транслируется) по воздуху, телевидение передает сигнал изображения. Вы, наверное, знаете, что эти сигналы переносятся радиоволнами, невидимые узоры электричество и магнетизм, гонка по воздуху со скоростью легкий (300 000 км или 186 000 миль в секунду). Подумайте о радио волны несут информацию, как волны на море, несущие серферы: сами по себе волны не являются информацией: информация перемещается по вершина волн.

Фото: Когда радио стало более портативным, люди начали понимать, что крошечные телевизоры тоже могут быть такими. Этим ранним примером является Ekco TMB272 примерно 1955 года, который мог питаться либо от обычной домашней электросети, либо от 12-вольтовой батареи. Хотя он продавался как портативный, он был чрезвычайно тяжелым; Тем не менее, он нашел довольно нишевый рынок с такими телекомпаниями, как BBC, которые использовали его в качестве монитора для внешних трансляций.

Телевидение - это изобретение, состоящее из трех частей: телевизор , камера , которая превращает изображение и звук в сигнал; передатчик TV , который отправляет сигнал по воздуху; и ТВ-приемник (телевизор в вашем доме) который улавливает сигнал и снова превращает его в изображение и звук.Телевизор создает движущиеся изображения путем многократной съемки неподвижных изображений и представляя эти рамки Вашим глазам так быстро, что кажется, что они движутся. Думайте о телевидении как о электронный флик-книга. Изображения на экране так быстро мерцают, что соединяются в вашем мозгу, чтобы создать движущуюся картинку (правда, хотя это действительно много неподвижных изображений, отображаемых одно за другим).

Когда впервые появился телевизор, он мог обрабатывать только черно-белые изображения; инженеры изо всех сил пытались понять, как справиться с цветом, что было гораздо более сложная проблема. Теперь наука о свете говорит нам, что любой цвет может быть получен путем сочетания трех основных цветов: красного, зеленого, и синий. Итак, секрет создания цветного телевидения заключался в разработке камер, которые может захватывать отдельные красные, зеленые и синие сигналы, системы передачи, которые могут передавать цветовые сигналы по воздуху, и телевизоры, которые могли бы снова превратить их в движущееся разноцветное изображение.

Телекамеры

Мы можем видеть вещи, потому что они отражают свет в наши глаза. An обычные "неподвижные" фотоаппараты вещи, зафиксировав этот свет на светочувствительной пленке или используя электронный детектор света (в случае цифровой камеры), чтобы сделать снимок того, как что-то появилось в определенный момент.Телевизионная камера работает по-другому: она должна делать новый снимок поверх 24 раза в секунду, чтобы создать иллюзию движущегося изображения.

Фото: Типичная видео / телекамера. Оператор камеры стоит сзади и смотрит на небольшой экран телевизора, на котором точно видно, что снимает камера. Примечание что оператор не смотрит в объектив камеры: он видит воссоздание того, что объектив это просмотр на экране (это немного похоже на просмотр дисплея цифровой камеры).Фото Джастина Р. Блейка любезно предоставлено ВМС США.

Как лучше всего сделать снимок телекамерой? Если ты когда-либо пробовал скопировать шедевр со стены искусства галерею в записную книжку, вы будете знать, что есть много способов сделать это. Один из способов - нарисовать в блокноте сетку квадратов, а затем скопировать детали. систематически из каждой области исходного изображения в соответствующий квадрат сетки. Вы можете работать слева направо и сверху вниз, по очереди копируя каждый квадрат сетки.

Точно так же работает старомодная телекамера, когда она превращает изображение в сигнал для вещание, только он копирует картинку, которую видит, по строке за раз. Детекторы света внутри камеры сканируют изображение построчно, точно так же, как ваши глаза просматривают изображение сверху вниз в Галерея искусств. Этот процесс, который называется сканированием растра , превращает изображение в 525 различных "строк". цветного света »(в распространенной телевизионной системе NTSC или 625 строк в конкурирующей системе, известной как PAL), которые передаются по воздуху в ваш дом в виде видео (изображения) сигнал.В то же время микрофоны в телестудии улавливают звук, который сочетается с изображением. Это передается вместе с информация об изображении как отдельный звуковой (звуковой) сигнал.

Современные телекамеры больше не «сканируют» изображения таким образом. Вместо этого, как и в видеокамеры и веб-камеры, их линзы фокусируют снимаемую сцену небольшие микрочипы с распознаванием изображения (либо ПЗС- или КМОП-сенсоры), которые преобразуют преобразование цветов в цифровые электрические сигналы. В то время как традиционные сканирующие камеры использовали только 525 или 625 строк, чипы распознавания изображения в сегодняшних камерах HDTV (телевидения высокой четкости) обычно имеют 720 или 1080 строк для более детальной съемки. Некоторые камеры имеют один датчик изображения, улавливающий все цвета одновременно; у других есть три отдельных, захват отдельных сигналов красного, синего и зеленого - основных цветов от которые можно сделать в любой цвет на вашем телевизоре.

Изображение: телекамеры разбивают изображение на отдельные сигналы красного, зеленого и синего цветов. Белый свет (состоящий из всех цветов), исходящий от снимаемого объекта, проходит через линзу (1) и попадает в светоделитель (2). Обычно это состоит из двух частей, трихроичная призма, которая разделяет свет на отдельные красные, зеленые и синие лучи, каждый из которых обнаруживается отдельным датчиком изображения CCD или CMOS.Схема (3) математически синхронизирует и объединяет выходные сигналы с датчиков изображения красного, зеленого и синего цветов, чтобы создать единый видеосигнал на основе компонентов, называемых яркостью и цветностью (грубо говоря, яркостью и цветом каждой части изображения). Другая часть схемы мгновенно воссоздает снимаемое изображение на маленьком экране в видоискателе (4). Между тем звук из микрофона (не показан) синхронизируется с видеосигналом для создания выходного сигнала, готового к передаче (5).

ТВ-передатчики

Фото: Телевизионные антенны не обязательно должны выглядеть уродливо: они могут стать ярким центральным элементом здания, как здесь, в студии KJRH TV, известной достопримечательности Талсы, Оклахома. Фото: любезно предоставлено архивом фотографий Джона Марголиса «Придорожная Америка» (1972–2008 гг.). Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Чем громче вы кричите, тем легче услышать кого-то в расстояние. Более громкие шумы создают большие звуковые волны, которые могут путешествовать дальше, пока их не поглотили кусты, деревья и все беспорядок вокруг нас.Тоже самое верно для радиоволн. Чтобы создать достаточно сильные радиоволны, переносить радио и телекартинки за много миль от телестанции до чьей-то домой вам нужен действительно мощный передатчик. Это фактически гигантская антенна (антенна), часто размещаемая на вершина холма, так что это может как можно дальше посылать сигналы.

Не все принимают телевизионные сигналы, передаваемые по воздуху в этом способ. Если у вас есть кабельное телевидение, ваши телевизионные изображения "передаются" в Ваш дом по проложенному оптоволоконному кабелю под твоей улицей.Если у тебя есть спутниковое телевидение, картинка, которую вы видите был отброшен в космос и обратно, чтобы помочь ему путешествовать из одного сторона страны в другую.

При традиционном телевещании передаются сигналы изображения. в аналоговой форме: каждый сигнал проходит как волнистый (вверх-вниз движущаяся) волна. Большинство стран сейчас переходят на цифровой телевидение, которое работает аналогично цифровому радио. Сигналы передаются в цифровой форме. Многие таким образом можно отправить больше программ и, вообще говоря, картинку качество лучше, потому что сигналы менее восприимчивы к вмешательство во время путешествия.

ТВ-ресиверы

Неважно, как ТВ-сигнал попадает в ваш дом: один раз он прибыл, ваш телевизор обращается с ним точно так же, будь то поступает от антенны на крыше, от кабеля, идущего под землей, или со спутниковой антенны в саду.

Помните, как телевизор камера превращает картинку, на которую она смотрит, в серию линий, формировать исходящий ТВ-сигнал? Телевизор должен работать так же в обеспечить регресс чтобы снова превратить линии входящего сигнала в точное изображение сцена, которую снимала камера.Различные типы телевизоров делают это в различные пути.


Фотографии: Ранние ТВ-приемники. 1) Типичный черно-белый телевизор 1949 года. Обратите внимание на крошечный экран. 2) Комбинированный теле- и радиоблок HMV 904 примерно десять лет назад. Громкоговоритель слева, ручка настройки радио находится в центре, а экран телевизора (опять же крошечный) справа. Оба используют технологию электронно-лучевой трубки и являются экспонатами Think Tank, научного музея в Бирмингеме, Англия.

Телевизоры с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)

Фото: Типичный старомодный телевизор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ).Практически каждый телевизор выглядел так до 1990-х годов, когда ЖК-экран с плоским экраном и плазменные телевизоры начали преобладать. Электронно-лучевые телевизоры сейчас довольно сложно найти!

Телевизоры старого образца с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) принимают входящий сигнал и разбить его на отдельные аудио и видео компоненты. Звуковая часть подается в звуковую цепь, которая использует громкоговоритель для воссоздания оригинала. звук записал в телестудии. Между тем видеосигнал отправляется на отдельный контур. Это запускает пучок из электронов (быстро движущиеся отрицательно заряженные частицы внутри атомов) вниз по длинной электронно-лучевой трубке.Когда луч летит по трубе, электромагниты поворачиваются. это из стороны в сторону, поэтому он систематически сканирует взад и вперед по экран, строка за строкой, "раскрашивая" картинку снова и снова как своего рода невидимая электронная кисть. Электронный луч движется так быстро, что вы не видите, как это создает картину. Это не на самом деле «раскрашивает» что угодно: он делает яркие пятна разноцветного света, как он попадает в разные части экрана. Это потому, что экран покрытый множеством крошечных точек химикатов, называемых люминофором.Когда электронный луч попадает на точки люминофора, они образуют крошечные точки. красного, синего или зеленого света. Путем включения и выключения электронного луча при сканировании мимо красных, синих и зеленых точек видеосхема может создать целостную картину, осветив одни точки и оставив другие темный.

Как работает телевизор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)

  1. Антенна (антенна) на крыше улавливает радиоволны от передатчик. При использовании спутникового телевидения сигналы поступают со спутниковой антенны. установлен на стене или крыше.С кабельным телевидением сигнал приходит к вам по подземному оптоволоконному кабелю.
  2. Входящий сигнал поступает в антенное гнездо на задней панели телевизора.
  3. Входящий сигнал передает изображение и звук более чем на одна станция (программа). Электронная схема внутри телевизора выбирает только станцию вы хотите смотреть и разбивает сигнал для этой станции на отдельные аудио (звук) и видео (изображение) информация, передавая каждую отдельный контур для дальнейшей обработки.
  4. Схема электронной пушки разделяет видеочасть сигнала на отдельные красный, синий и зеленый сигналы. управлять тремя электронными пушками.
  5. Схема запускает три электронных пушки (одну красную, одну синюю и одну зеленый) вниз по электронно-лучевой трубке , как толстая стеклянная бутылка, из которой воздух был удален.
  6. Электронные лучи проходят через кольцо электромагнитов . Электронами можно управлять с помощью магнитов, потому что они имеют отрицательное электрический заряд.Электромагниты направляют электронные лучи так, чтобы они проведите по экрану взад и вперед, строка за строкой.
  7. Электронные лучи проходят через решетку отверстий, называемую маской, который направляет их так, чтобы они попадали в точные места на экране телевизора . Где лучи попадают в люминофор (цветные химические вещества) на экране, они производят красные, синие или зеленые точки. В других местах экран остается темным. В узор из красных, синих и зеленых точек создает очень цветную картину. быстро.
  8. Между тем, звуковая (звуковая) информация из входящего сигнала передается в отдельный аудиосхема .
  9. Аудиосхема управляет громкоговорителем (или громкоговорителями, поскольку их как минимум два в стереотелевизоре), поэтому они воссоздают звук точно в такт движущемуся изображению.

Фото: Старый телевизор с электронно-лучевой трубкой. проходит испытания и ремонт. Желтое поле на передней панели - это измеритель, который проверяет протекающий ток. через цепи телевизора. Открытый телевизор сзади, и мы смотрим сзади вперед (так что экран направлен от нас).Фото летчика Мэйбель Тиноко любезно предоставлено ВМС США.

Оригинальный ЭЛТ

Подобные электронно-лучевые телевизоры были изобретены российским физиком и инженером-электронщиком Владимиром Зворыкиным, чей патент на идею был подан в 1923 году и получен пятью годами позже. Вот деталь одного из оригинальных чертежей в этом патенте - и вы можете видеть, насколько он похож на «современный» ЭЛТ.

Иллюстрация: черно-белый дизайн ЭЛТ Зворыкина 1920-х годов.Внутри электронно-лучевой трубки (55, серая) находится одна электронная пушка, состоящая из анода (56, темно-синий), катода (57, светло-синий) и сетки (54, желтый) между ними. В центре расположены электрические пластины (58, 59, красные) и катушки (69, 70, оранжевые) для управления электронным лучом с помощью электромагнитных полей. Изображение формируется на люминесцентном люминофорном экране (60) на конце трубки. Из Патент США: 2 141 059: Телевизионная система Владимира Зворыкина, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Телевизоры с плоским экраном

Сегодня довольно сложно найти телевизоры с электронно-лучевой трубкой. Поскольку они основаны на аналоговые технологии, и большинство стран сейчас переходят на цифровые, ЭЛТ по сути устаревший (если вы не используете адаптер, называемый телеприставкой, который позволяет вашему ЭЛТ забрать цифровые трансляции). Вместо этого у большинства людей есть плоские экраны, и они используют один из трех разных технологии: LCD, плазма или OLED.

ЖК-телевизоры

(жидкокристаллический дисплей) содержат миллионы крошечных элементов изображения, называемых пикселями, которые можно включить или выключить электронным способом, чтобы сделать снимок.Каждый пиксель состоит из трех меньших красных, зеленых и синих подпикселей. Эти могут индивидуально включаться и выключаться жидкими кристаллами - эффективно микроскопические переключатели света, которые включают или выключают субпиксели с помощью скручивание или раскручивание. Поскольку нет громоздкой электронно-лучевой трубки и люминофорный экран, ЖК-экраны намного компактнее и энергоэффективнее эффективнее, чем старые ТВ-приемники. Подробнее читайте в нашей статье о ЖК-дисплеях.

Плазменный экран похож на ЖК-дисплей, но каждый пиксель представляет собой микроскопический флуоресцентный лампа светится плазмой.Плазма - это очень горячая форма газа в атомы разлетелись на части и образовали отрицательно заряженные электроны. и положительно заряженные ионы (атомы минус их электроны). Они свободно перемещаются, создавая нечеткое свечение света при столкновении. Плазменные экраны могут быть намного больше обычных телевизоров с электронно-лучевой трубкой, но они также намного дороже. Подробнее читайте в нашей статье о плазменных телевизорах.

Если вам нужен действительно плоский телевизор, вы, вероятно, выберете тот, который использует Технология OLED (органических светодиодов).Как следует из названия, OLED-светодиоды немного похожи на обычные светодиоды, но сделаны из органического (углеродного) пластика. вместо обычных полупроводников. OLED-дисплей очень тонкий (всего несколько миллиметров), очень яркий и потребляет гораздо меньше энергии, чем аналогичный ЖК-дисплей. Подробнее читайте в нашей статье об OLED.

Краткая история телевидения

  • 1884: немецкий студент Пауль Нипков (1860–1940) изобретает вращающийся диск с отверстиями в нем (позже известный как диск Нипкова), который может преобразовывать изображение в серию световых импульсов.
  • 1888: немецкий физик Генрих Герц (1857–1894) демонстрирует, как создавать радиоволны.
  • 1894: Сэр Оливер Лодж (1851–1940), британский физик, успешно передает сообщение по радио из одной комнаты здания в другую.
  • 1922: американский инженер-электронщик Фило Т. Фарнсворт (1906–1971) получает идею о системе телевизионного сканирования, когда он наблюдает, как лошадь его отца вспахивает поле аккуратными рядами.
  • 1923: российский физик и инженер-электронщик Владимир Зворыкин (1888–1982) подает Патент США: 2 141 059 (выдан в 1929 году) на телевизионную систему, в которой используются электронно-лучевые трубки как в передатчике, так и в приемнике.Переезжая в США, он работает на Westinghouse, а затем RCA, где он возглавляет усилия компании по развитию телевидения.
  • 1924: шотландский изобретатель Джон Логи Бэрд (1888–1946) использует диск Нипкова для передачи мерцающего телевизионного изображения на несколько футов через комнату.
  • 1925: Бэрд проводит первую публичную демонстрацию грубо отсканированных телевизионных изображений в лондонском универмаге Selfridges, а более сложную демонстрацию приглашенной научной аудитории 26 января 1926 года.
  • 1927: Фарнсворт подает патент США: 1,773,980 (выдан в 1930 г.) на его анализатор изображений, первую в мире полноценную телекамеру.
  • 1928: Бэрд демонстрирует цветной телевизор и раннюю форму 3D-телевидения.
  • 1932–1934: родился в России Исаак Шенберг (1888–1946), работая в британской компании EMI, разрабатывает полностью электронную телевизионную систему, в значительной степени основанную на идеях Зворыкина. Позже EMI ​​объединяет усилия с Маркони, чтобы сформировать Marconi-EMI.
  • 1932: BBC (Британская радиовещательная корпорация) начинает общественное телевидение 22 августа 1932 года, в конечном итоге выбрав систему Marconi-EMI.BBC начинает транслировать первый в мире регулярный телеканал из Лондона. Александра Палас 2 ноября 1936 года.
  • 1940: пионер пластинок Питер Голдмарк из CBS разрабатывает систему цветного телевидения, в которой используется вращающееся колесо для чередования красного, синего и зеленого цветов. По сообщению «Нью-Йорк Таймс» от 5 сентября 1940 года под заголовком «Цветное телевидение достигает реализма»: «Вчера прессе было продемонстрировано телевидение ярких оттенков, воспроизводящее целый ряд цветов от цветочных садов до звезд и полос на голубом небе.«
  • 1940: Мексиканец Гильермо Гонсалес Камарена разрабатывает альтернативный цветной телевизор на основе вращающегося, механического колеса и патента файлов (патент США: 2296019: Хромоскопический адаптер для телевизионного оборудования) в августе 1941 года (его мексиканская заявка на патент была подана 19 августа. , 1940).
  • 1954: RCA (Radio Corporation of America). продает первые цветные телевизоры 25 марта 1954 года.
  • 1964: Дональд Битцер , Джин Слоттоу и Роберт Уилсон из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн производят первый плазменный телевизор, основанный на компьютерном дисплее с высоким разрешением для обучающей системы PLATO.
  • 1988: Японская Sharp Corporation выпускает первый коммерческий ЖК-телевизор.
  • 1990-е годы: первые публичные передачи HDTV (телевидения высокой четкости) сделаны в Соединенных Штатах и ​​Европе.
  • 1999: Журнал Time называет Фило Т. Фарнсворта одним из 100 самых влиятельных людей 20 века.
  • 2000-е годы: многие страны переходят с аналогового на цифровое телевидение. В Соединенных Штатах, например, переход был завершен в 2006 году, но некоторые страны не перейдут на него полностью до 2020-х годов.
  • 2007: Sony , еще один японский производитель, представляет первый в мире OLED-телевизор XEL-1, главным образом как «доказательство концепции». Несмотря на то, что экран составляет всего 28 см (11 дюймов), он продается за колоссальные 2500 долларов.
  • 2010–2017: Первые впечатления от 3D-телевидения быстро скисает. В 2013 году The New York Times объявила это «дорогим провалом». В 2017 году ведущие производители LG, Sony и Samsung отказываются от этой технологии.

Как работает телевидение (ТВ)?

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 1 июня 2021 г.

Телевидение - удивительное окно в Мир. По щелчку кнопку, вы можете путешествовать от Северного полюса до Серенгети, смотрите, мужчины гулять по Луне, видеть спортсменов, бьющих рекорды, или слушать мир лидеры выступают с историческими речами. Телевидение преобразовалось развлечения и образование; в Соединенных Штатах, по оценкам что дети проводят больше времени перед телевизором (в среднем 1023 часа в год), чем сидя в школе (900 часов в год).Много людей чувствую, что это плохо. Один из изобретателей телевидения Филон Т. Фарнсворт (1906–1971) пришел к выводу, что телевидение безнадежно онемел и не разрешал детям смотреть это. Хорош ли телевизор или плохой, нет никаких сомнений в том, что это гениальный изобретение. Но как именно это работает? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: В наши дни практически у всех есть плоскоэкранные телевизоры, из-за которых их изображения с использованием ЖК-дисплеев, плазмы или органических светодиодов. Но до 1990-х годов телевизоры были намного больше и громоздче, и практически все они использовали электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). технологии, как описано ниже.

Радио - с фотографиями

Основная идея телевидения - «радио с картинками». В другом слова, где радио передает звуковой сигнал (информация транслируется) по воздуху, телевидение передает сигнал изображения. Вы, наверное, знаете, что эти сигналы переносятся радиоволнами, невидимые узоры электричество и магнетизм, гонка по воздуху со скоростью легкий (300 000 км или 186 000 миль в секунду). Подумайте о радио волны несут информацию, как волны на море, несущие серферы: сами по себе волны не являются информацией: информация перемещается по вершина волн.

Фото: Когда радио стало более портативным, люди начали понимать, что крошечные телевизоры тоже могут быть такими. Этим ранним примером является Ekco TMB272 примерно 1955 года, который мог питаться либо от обычной домашней электросети, либо от 12-вольтовой батареи. Хотя он продавался как портативный, он был чрезвычайно тяжелым; Тем не менее, он нашел довольно нишевый рынок с такими телекомпаниями, как BBC, которые использовали его в качестве монитора для внешних трансляций.

Телевидение - это изобретение, состоящее из трех частей: телевизор , камера , которая превращает изображение и звук в сигнал; передатчик TV , который отправляет сигнал по воздуху; и ТВ-приемник (телевизор в вашем доме) который улавливает сигнал и снова превращает его в изображение и звук.Телевизор создает движущиеся изображения путем многократной съемки неподвижных изображений и представляя эти рамки Вашим глазам так быстро, что кажется, что они движутся. Думайте о телевидении как о электронный флик-книга. Изображения на экране так быстро мерцают, что соединяются в вашем мозгу, чтобы создать движущуюся картинку (правда, хотя это действительно много неподвижных изображений, отображаемых одно за другим).

Когда впервые появился телевизор, он мог обрабатывать только черно-белые изображения; инженеры изо всех сил пытались понять, как справиться с цветом, что было гораздо более сложная проблема.Теперь наука о свете говорит нам, что любой цвет может быть получен путем сочетания трех основных цветов: красного, зеленого, и синий. Итак, секрет создания цветного телевидения заключался в разработке камер, которые может захватывать отдельные красные, зеленые и синие сигналы, системы передачи, которые могут передавать цветовые сигналы по воздуху, и телевизоры, которые могли бы снова превратить их в движущееся разноцветное изображение.

Телекамеры

Мы можем видеть вещи, потому что они отражают свет в наши глаза. An обычные "неподвижные" фотоаппараты вещи, зафиксировав этот свет на светочувствительной пленке или используя электронный детектор света (в случае цифровой камеры), чтобы сделать снимок того, как что-то появилось в определенный момент.Телевизионная камера работает по-другому: она должна делать новый снимок поверх 24 раза в секунду, чтобы создать иллюзию движущегося изображения.

Фото: Типичная видео / телекамера. Оператор камеры стоит сзади и смотрит на небольшой экран телевизора, на котором точно видно, что снимает камера. Примечание что оператор не смотрит в объектив камеры: он видит воссоздание того, что объектив это просмотр на экране (это немного похоже на просмотр дисплея цифровой камеры).Фото Джастина Р. Блейка любезно предоставлено ВМС США.

Как лучше всего сделать снимок телекамерой? Если ты когда-либо пробовал скопировать шедевр со стены искусства галерею в записную книжку, вы будете знать, что есть много способов сделать это. Один из способов - нарисовать в блокноте сетку квадратов, а затем скопировать детали. систематически из каждой области исходного изображения в соответствующий квадрат сетки. Вы можете работать слева направо и сверху вниз, по очереди копируя каждый квадрат сетки.

Точно так же работает старомодная телекамера, когда она превращает изображение в сигнал для вещание, только он копирует картинку, которую видит, по строке за раз. Детекторы света внутри камеры сканируют изображение построчно, точно так же, как ваши глаза просматривают изображение сверху вниз в Галерея искусств. Этот процесс, который называется сканированием растра , превращает изображение в 525 различных "строк". цветного света »(в распространенной телевизионной системе NTSC или 625 строк в конкурирующей системе, известной как PAL), которые передаются по воздуху в ваш дом в виде видео (изображения) сигнал.В то же время микрофоны в телестудии улавливают звук, который сочетается с изображением. Это передается вместе с информация об изображении как отдельный звуковой (звуковой) сигнал.

Современные телекамеры больше не «сканируют» изображения таким образом. Вместо этого, как и в видеокамеры и веб-камеры, их линзы фокусируют снимаемую сцену небольшие микрочипы с распознаванием изображения (либо ПЗС- или КМОП-сенсоры), которые преобразуют преобразование цветов в цифровые электрические сигналы. В то время как традиционные сканирующие камеры использовали только 525 или 625 строк, чипы распознавания изображения в сегодняшних камерах HDTV (телевидения высокой четкости) обычно имеют 720 или 1080 строк для более детальной съемки.Некоторые камеры имеют один датчик изображения, улавливающий все цвета одновременно; у других есть три отдельных, захват отдельных сигналов красного, синего и зеленого - основных цветов от которые можно сделать в любой цвет на вашем телевизоре.

Изображение: телекамеры разбивают изображение на отдельные сигналы красного, зеленого и синего цветов. Белый свет (состоящий из всех цветов), исходящий от снимаемого объекта, проходит через линзу (1) и попадает в светоделитель (2). Обычно это состоит из двух частей, трихроичная призма, которая разделяет свет на отдельные красные, зеленые и синие лучи, каждый из которых обнаруживается отдельным датчиком изображения CCD или CMOS.Схема (3) математически синхронизирует и объединяет выходные сигналы с датчиков изображения красного, зеленого и синего цветов, чтобы создать единый видеосигнал на основе компонентов, называемых яркостью и цветностью (грубо говоря, яркостью и цветом каждой части изображения). Другая часть схемы мгновенно воссоздает снимаемое изображение на маленьком экране в видоискателе (4). Между тем звук из микрофона (не показан) синхронизируется с видеосигналом для создания выходного сигнала, готового к передаче (5).

ТВ-передатчики

Фото: Телевизионные антенны не обязательно должны выглядеть уродливо: они могут стать ярким центральным элементом здания, как здесь, в студии KJRH TV, известной достопримечательности Талсы, Оклахома. Фото: любезно предоставлено архивом фотографий Джона Марголиса «Придорожная Америка» (1972–2008 гг.). Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Чем громче вы кричите, тем легче услышать кого-то в расстояние. Более громкие шумы создают большие звуковые волны, которые могут путешествовать дальше, пока их не поглотили кусты, деревья и все беспорядок вокруг нас.Тоже самое верно для радиоволн. Чтобы создать достаточно сильные радиоволны, переносить радио и телекартинки за много миль от телестанции до чьей-то домой вам нужен действительно мощный передатчик. Это фактически гигантская антенна (антенна), часто размещаемая на вершина холма, так что это может как можно дальше посылать сигналы.

Не все принимают телевизионные сигналы, передаваемые по воздуху в этом способ. Если у вас есть кабельное телевидение, ваши телевизионные изображения "передаются" в Ваш дом по проложенному оптоволоконному кабелю под твоей улицей.Если у тебя есть спутниковое телевидение, картинка, которую вы видите был отброшен в космос и обратно, чтобы помочь ему путешествовать из одного сторона страны в другую.

При традиционном телевещании передаются сигналы изображения. в аналоговой форме: каждый сигнал проходит как волнистый (вверх-вниз движущаяся) волна. Большинство стран сейчас переходят на цифровой телевидение, которое работает аналогично цифровому радио. Сигналы передаются в цифровой форме. Многие таким образом можно отправить больше программ и, вообще говоря, картинку качество лучше, потому что сигналы менее восприимчивы к вмешательство во время путешествия.

ТВ-ресиверы

Неважно, как ТВ-сигнал попадает в ваш дом: один раз он прибыл, ваш телевизор обращается с ним точно так же, будь то поступает от антенны на крыше, от кабеля, идущего под землей, или со спутниковой антенны в саду.

Помните, как телевизор камера превращает картинку, на которую она смотрит, в серию линий, формировать исходящий ТВ-сигнал? Телевизор должен работать так же в обеспечить регресс чтобы снова превратить линии входящего сигнала в точное изображение сцена, которую снимала камера.Различные типы телевизоров делают это в различные пути.


Фотографии: Ранние ТВ-приемники. 1) Типичный черно-белый телевизор 1949 года. Обратите внимание на крошечный экран. 2) Комбинированный теле- и радиоблок HMV 904 примерно десять лет назад. Громкоговоритель слева, ручка настройки радио находится в центре, а экран телевизора (опять же крошечный) справа. Оба используют технологию электронно-лучевой трубки и являются экспонатами Think Tank, научного музея в Бирмингеме, Англия.

Телевизоры с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)

Фото: Типичный старомодный телевизор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ).Практически каждый телевизор выглядел так до 1990-х годов, когда ЖК-экран с плоским экраном и плазменные телевизоры начали преобладать. Электронно-лучевые телевизоры сейчас довольно сложно найти!

Телевизоры старого образца с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) принимают входящий сигнал и разбить его на отдельные аудио и видео компоненты. Звуковая часть подается в звуковую цепь, которая использует громкоговоритель для воссоздания оригинала. звук записал в телестудии. Между тем видеосигнал отправляется на отдельный контур. Это запускает пучок из электронов (быстро движущиеся отрицательно заряженные частицы внутри атомов) вниз по длинной электронно-лучевой трубке.Когда луч летит по трубе, электромагниты поворачиваются. это из стороны в сторону, поэтому он систематически сканирует взад и вперед по экран, строка за строкой, "раскрашивая" картинку снова и снова как своего рода невидимая электронная кисть. Электронный луч движется так быстро, что вы не видите, как это создает картину. Это не на самом деле «раскрашивает» что угодно: он делает яркие пятна разноцветного света, как он попадает в разные части экрана. Это потому, что экран покрытый множеством крошечных точек химикатов, называемых люминофором.Когда электронный луч попадает на точки люминофора, они образуют крошечные точки. красного, синего или зеленого света. Путем включения и выключения электронного луча при сканировании мимо красных, синих и зеленых точек видеосхема может создать целостную картину, осветив одни точки и оставив другие темный.

Как работает телевизор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)

  1. Антенна (антенна) на крыше улавливает радиоволны от передатчик. При использовании спутникового телевидения сигналы поступают со спутниковой антенны. установлен на стене или крыше.С кабельным телевидением сигнал приходит к вам по подземному оптоволоконному кабелю.
  2. Входящий сигнал поступает в антенное гнездо на задней панели телевизора.
  3. Входящий сигнал передает изображение и звук более чем на одна станция (программа). Электронная схема внутри телевизора выбирает только станцию вы хотите смотреть и разбивает сигнал для этой станции на отдельные аудио (звук) и видео (изображение) информация, передавая каждую отдельный контур для дальнейшей обработки.
  4. Схема электронной пушки разделяет видеочасть сигнала на отдельные красный, синий и зеленый сигналы. управлять тремя электронными пушками.
  5. Схема запускает три электронных пушки (одну красную, одну синюю и одну зеленый) вниз по электронно-лучевой трубке , как толстая стеклянная бутылка, из которой воздух был удален.
  6. Электронные лучи проходят через кольцо электромагнитов . Электронами можно управлять с помощью магнитов, потому что они имеют отрицательное электрический заряд.Электромагниты направляют электронные лучи так, чтобы они проведите по экрану взад и вперед, строка за строкой.
  7. Электронные лучи проходят через решетку отверстий, называемую маской, который направляет их так, чтобы они попадали в точные места на экране телевизора . Где лучи попадают в люминофор (цветные химические вещества) на экране, они производят красные, синие или зеленые точки. В других местах экран остается темным. В узор из красных, синих и зеленых точек создает очень цветную картину. быстро.
  8. Между тем, звуковая (звуковая) информация из входящего сигнала передается в отдельный аудиосхема .
  9. Аудиосхема управляет громкоговорителем (или громкоговорителями, поскольку их как минимум два в стереотелевизоре), поэтому они воссоздают звук точно в такт движущемуся изображению.

Фото: Старый телевизор с электронно-лучевой трубкой. проходит испытания и ремонт. Желтое поле на передней панели - это измеритель, который проверяет протекающий ток. через цепи телевизора. Открытый телевизор сзади, и мы смотрим сзади вперед (так что экран направлен от нас).Фото летчика Мэйбель Тиноко любезно предоставлено ВМС США.

Оригинальный ЭЛТ

Подобные электронно-лучевые телевизоры были изобретены российским физиком и инженером-электронщиком Владимиром Зворыкиным, чей патент на идею был подан в 1923 году и получен пятью годами позже. Вот деталь одного из оригинальных чертежей в этом патенте - и вы можете видеть, насколько он похож на «современный» ЭЛТ.

Иллюстрация: черно-белый дизайн ЭЛТ Зворыкина 1920-х годов.Внутри электронно-лучевой трубки (55, серая) находится одна электронная пушка, состоящая из анода (56, темно-синий), катода (57, светло-синий) и сетки (54, желтый) между ними. В центре расположены электрические пластины (58, 59, красные) и катушки (69, 70, оранжевые) для управления электронным лучом с помощью электромагнитных полей. Изображение формируется на люминесцентном люминофорном экране (60) на конце трубки. Из Патент США: 2 141 059: Телевизионная система Владимира Зворыкина, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Телевизоры с плоским экраном

Сегодня довольно сложно найти телевизоры с электронно-лучевой трубкой. Поскольку они основаны на аналоговые технологии, и большинство стран сейчас переходят на цифровые, ЭЛТ по сути устаревший (если вы не используете адаптер, называемый телеприставкой, который позволяет вашему ЭЛТ забрать цифровые трансляции). Вместо этого у большинства людей есть плоские экраны, и они используют один из трех разных технологии: LCD, плазма или OLED.

ЖК-телевизоры

(жидкокристаллический дисплей) содержат миллионы крошечных элементов изображения, называемых пикселями, которые можно включить или выключить электронным способом, чтобы сделать снимок.Каждый пиксель состоит из трех меньших красных, зеленых и синих подпикселей. Эти могут индивидуально включаться и выключаться жидкими кристаллами - эффективно микроскопические переключатели света, которые включают или выключают субпиксели с помощью скручивание или раскручивание. Поскольку нет громоздкой электронно-лучевой трубки и люминофорный экран, ЖК-экраны намного компактнее и энергоэффективнее эффективнее, чем старые ТВ-приемники. Подробнее читайте в нашей статье о ЖК-дисплеях.

Плазменный экран похож на ЖК-дисплей, но каждый пиксель представляет собой микроскопический флуоресцентный лампа светится плазмой.Плазма - это очень горячая форма газа в атомы разлетелись на части и образовали отрицательно заряженные электроны. и положительно заряженные ионы (атомы минус их электроны). Они свободно перемещаются, создавая нечеткое свечение света при столкновении. Плазменные экраны могут быть намного больше обычных телевизоров с электронно-лучевой трубкой, но они также намного дороже. Подробнее читайте в нашей статье о плазменных телевизорах.

Если вам нужен действительно плоский телевизор, вы, вероятно, выберете тот, который использует Технология OLED (органических светодиодов).Как следует из названия, OLED-светодиоды немного похожи на обычные светодиоды, но сделаны из органического (углеродного) пластика. вместо обычных полупроводников. OLED-дисплей очень тонкий (всего несколько миллиметров), очень яркий и потребляет гораздо меньше энергии, чем аналогичный ЖК-дисплей. Подробнее читайте в нашей статье об OLED.

Краткая история телевидения

  • 1884: немецкий студент Пауль Нипков (1860–1940) изобретает вращающийся диск с отверстиями в нем (позже известный как диск Нипкова), который может преобразовывать изображение в серию световых импульсов.
  • 1888: немецкий физик Генрих Герц (1857–1894) демонстрирует, как создавать радиоволны.
  • 1894: Сэр Оливер Лодж (1851–1940), британский физик, успешно передает сообщение по радио из одной комнаты здания в другую.
  • 1922: американский инженер-электронщик Фило Т. Фарнсворт (1906–1971) получает идею о системе телевизионного сканирования, когда он наблюдает, как лошадь его отца вспахивает поле аккуратными рядами.
  • 1923: российский физик и инженер-электронщик Владимир Зворыкин (1888–1982) подает Патент США: 2 141 059 (выдан в 1929 году) на телевизионную систему, в которой используются электронно-лучевые трубки как в передатчике, так и в приемнике.Переезжая в США, он работает на Westinghouse, а затем RCA, где он возглавляет усилия компании по развитию телевидения.
  • 1924: шотландский изобретатель Джон Логи Бэрд (1888–1946) использует диск Нипкова для передачи мерцающего телевизионного изображения на несколько футов через комнату.
  • 1925: Бэрд проводит первую публичную демонстрацию грубо отсканированных телевизионных изображений в лондонском универмаге Selfridges, а более сложную демонстрацию приглашенной научной аудитории 26 января 1926 года.
  • 1927: Фарнсворт подает патент США: 1,773,980 (выдан в 1930 г.) на его анализатор изображений, первую в мире полноценную телекамеру.
  • 1928: Бэрд демонстрирует цветной телевизор и раннюю форму 3D-телевидения.
  • 1932–1934: родился в России Исаак Шенберг (1888–1946), работая в британской компании EMI, разрабатывает полностью электронную телевизионную систему, в значительной степени основанную на идеях Зворыкина. Позже EMI ​​объединяет усилия с Маркони, чтобы сформировать Marconi-EMI.
  • 1932: BBC (Британская радиовещательная корпорация) начинает общественное телевидение 22 августа 1932 года, в конечном итоге выбрав систему Marconi-EMI.BBC начинает транслировать первый в мире регулярный телеканал из Лондона. Александра Палас 2 ноября 1936 года.
  • 1940: пионер пластинок Питер Голдмарк из CBS разрабатывает систему цветного телевидения, в которой используется вращающееся колесо для чередования красного, синего и зеленого цветов. По сообщению «Нью-Йорк Таймс» от 5 сентября 1940 года под заголовком «Цветное телевидение достигает реализма»: «Вчера прессе было продемонстрировано телевидение ярких оттенков, воспроизводящее целый ряд цветов от цветочных садов до звезд и полос на голубом небе.«
  • 1940: Мексиканец Гильермо Гонсалес Камарена разрабатывает альтернативный цветной телевизор на основе вращающегося, механического колеса и патента файлов (патент США: 2296019: Хромоскопический адаптер для телевизионного оборудования) в августе 1941 года (его мексиканская заявка на патент была подана 19 августа. , 1940).
  • 1954: RCA (Radio Corporation of America). продает первые цветные телевизоры 25 марта 1954 года.
  • 1964: Дональд Битцер , Джин Слоттоу и Роберт Уилсон из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн производят первый плазменный телевизор, основанный на компьютерном дисплее с высоким разрешением для обучающей системы PLATO.
  • 1988: Японская Sharp Corporation выпускает первый коммерческий ЖК-телевизор.
  • 1990-е годы: первые публичные передачи HDTV (телевидения высокой четкости) сделаны в Соединенных Штатах и ​​Европе.
  • 1999: Журнал Time называет Фило Т. Фарнсворта одним из 100 самых влиятельных людей 20 века.
  • 2000-е годы: многие страны переходят с аналогового на цифровое телевидение. В Соединенных Штатах, например, переход был завершен в 2006 году, но некоторые страны не перейдут на него полностью до 2020-х годов.
  • 2007: Sony , еще один японский производитель, представляет первый в мире OLED-телевизор XEL-1, главным образом как «доказательство концепции». Несмотря на то, что экран составляет всего 28 см (11 дюймов), он продается за колоссальные 2500 долларов.
  • 2010–2017: Первые впечатления от 3D-телевидения быстро скисает. В 2013 году The New York Times объявила это «дорогим провалом». В 2017 году ведущие производители LG, Sony и Samsung отказываются от этой технологии.

Как работает телевидение (ТВ)?

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 1 июня 2021 г.

Телевидение - удивительное окно в Мир. По щелчку кнопку, вы можете путешествовать от Северного полюса до Серенгети, смотрите, мужчины гулять по Луне, видеть спортсменов, бьющих рекорды, или слушать мир лидеры выступают с историческими речами. Телевидение преобразовалось развлечения и образование; в Соединенных Штатах, по оценкам что дети проводят больше времени перед телевизором (в среднем 1023 часа в год), чем сидя в школе (900 часов в год).Много людей чувствую, что это плохо. Один из изобретателей телевидения Филон Т. Фарнсворт (1906–1971) пришел к выводу, что телевидение безнадежно онемел и не разрешал детям смотреть это. Хорош ли телевизор или плохой, нет никаких сомнений в том, что это гениальный изобретение. Но как именно это работает? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: В наши дни практически у всех есть плоскоэкранные телевизоры, из-за которых их изображения с использованием ЖК-дисплеев, плазмы или органических светодиодов. Но до 1990-х годов телевизоры были намного больше и громоздче, и практически все они использовали электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). технологии, как описано ниже.

Радио - с фотографиями

Основная идея телевидения - «радио с картинками». В другом слова, где радио передает звуковой сигнал (информация транслируется) по воздуху, телевидение передает сигнал изображения. Вы, наверное, знаете, что эти сигналы переносятся радиоволнами, невидимые узоры электричество и магнетизм, гонка по воздуху со скоростью легкий (300 000 км или 186 000 миль в секунду). Подумайте о радио волны несут информацию, как волны на море, несущие серферы: сами по себе волны не являются информацией: информация перемещается по вершина волн.

Фото: Когда радио стало более портативным, люди начали понимать, что крошечные телевизоры тоже могут быть такими. Этим ранним примером является Ekco TMB272 примерно 1955 года, который мог питаться либо от обычной домашней электросети, либо от 12-вольтовой батареи. Хотя он продавался как портативный, он был чрезвычайно тяжелым; Тем не менее, он нашел довольно нишевый рынок с такими телекомпаниями, как BBC, которые использовали его в качестве монитора для внешних трансляций.

Телевидение - это изобретение, состоящее из трех частей: телевизор , камера , которая превращает изображение и звук в сигнал; передатчик TV , который отправляет сигнал по воздуху; и ТВ-приемник (телевизор в вашем доме) который улавливает сигнал и снова превращает его в изображение и звук.Телевизор создает движущиеся изображения путем многократной съемки неподвижных изображений и представляя эти рамки Вашим глазам так быстро, что кажется, что они движутся. Думайте о телевидении как о электронный флик-книга. Изображения на экране так быстро мерцают, что соединяются в вашем мозгу, чтобы создать движущуюся картинку (правда, хотя это действительно много неподвижных изображений, отображаемых одно за другим).

Когда впервые появился телевизор, он мог обрабатывать только черно-белые изображения; инженеры изо всех сил пытались понять, как справиться с цветом, что было гораздо более сложная проблема.Теперь наука о свете говорит нам, что любой цвет может быть получен путем сочетания трех основных цветов: красного, зеленого, и синий. Итак, секрет создания цветного телевидения заключался в разработке камер, которые может захватывать отдельные красные, зеленые и синие сигналы, системы передачи, которые могут передавать цветовые сигналы по воздуху, и телевизоры, которые могли бы снова превратить их в движущееся разноцветное изображение.

Телекамеры

Мы можем видеть вещи, потому что они отражают свет в наши глаза. An обычные "неподвижные" фотоаппараты вещи, зафиксировав этот свет на светочувствительной пленке или используя электронный детектор света (в случае цифровой камеры), чтобы сделать снимок того, как что-то появилось в определенный момент.Телевизионная камера работает по-другому: она должна делать новый снимок поверх 24 раза в секунду, чтобы создать иллюзию движущегося изображения.

Фото: Типичная видео / телекамера. Оператор камеры стоит сзади и смотрит на небольшой экран телевизора, на котором точно видно, что снимает камера. Примечание что оператор не смотрит в объектив камеры: он видит воссоздание того, что объектив это просмотр на экране (это немного похоже на просмотр дисплея цифровой камеры).Фото Джастина Р. Блейка любезно предоставлено ВМС США.

Как лучше всего сделать снимок телекамерой? Если ты когда-либо пробовал скопировать шедевр со стены искусства галерею в записную книжку, вы будете знать, что есть много способов сделать это. Один из способов - нарисовать в блокноте сетку квадратов, а затем скопировать детали. систематически из каждой области исходного изображения в соответствующий квадрат сетки. Вы можете работать слева направо и сверху вниз, по очереди копируя каждый квадрат сетки.

Точно так же работает старомодная телекамера, когда она превращает изображение в сигнал для вещание, только он копирует картинку, которую видит, по строке за раз. Детекторы света внутри камеры сканируют изображение построчно, точно так же, как ваши глаза просматривают изображение сверху вниз в Галерея искусств. Этот процесс, который называется сканированием растра , превращает изображение в 525 различных "строк". цветного света »(в распространенной телевизионной системе NTSC или 625 строк в конкурирующей системе, известной как PAL), которые передаются по воздуху в ваш дом в виде видео (изображения) сигнал.В то же время микрофоны в телестудии улавливают звук, который сочетается с изображением. Это передается вместе с информация об изображении как отдельный звуковой (звуковой) сигнал.

Современные телекамеры больше не «сканируют» изображения таким образом. Вместо этого, как и в видеокамеры и веб-камеры, их линзы фокусируют снимаемую сцену небольшие микрочипы с распознаванием изображения (либо ПЗС- или КМОП-сенсоры), которые преобразуют преобразование цветов в цифровые электрические сигналы. В то время как традиционные сканирующие камеры использовали только 525 или 625 строк, чипы распознавания изображения в сегодняшних камерах HDTV (телевидения высокой четкости) обычно имеют 720 или 1080 строк для более детальной съемки.Некоторые камеры имеют один датчик изображения, улавливающий все цвета одновременно; у других есть три отдельных, захват отдельных сигналов красного, синего и зеленого - основных цветов от которые можно сделать в любой цвет на вашем телевизоре.

Изображение: телекамеры разбивают изображение на отдельные сигналы красного, зеленого и синего цветов. Белый свет (состоящий из всех цветов), исходящий от снимаемого объекта, проходит через линзу (1) и попадает в светоделитель (2). Обычно это состоит из двух частей, трихроичная призма, которая разделяет свет на отдельные красные, зеленые и синие лучи, каждый из которых обнаруживается отдельным датчиком изображения CCD или CMOS.Схема (3) математически синхронизирует и объединяет выходные сигналы с датчиков изображения красного, зеленого и синего цветов, чтобы создать единый видеосигнал на основе компонентов, называемых яркостью и цветностью (грубо говоря, яркостью и цветом каждой части изображения). Другая часть схемы мгновенно воссоздает снимаемое изображение на маленьком экране в видоискателе (4). Между тем звук из микрофона (не показан) синхронизируется с видеосигналом для создания выходного сигнала, готового к передаче (5).

ТВ-передатчики

Фото: Телевизионные антенны не обязательно должны выглядеть уродливо: они могут стать ярким центральным элементом здания, как здесь, в студии KJRH TV, известной достопримечательности Талсы, Оклахома. Фото: любезно предоставлено архивом фотографий Джона Марголиса «Придорожная Америка» (1972–2008 гг.). Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Чем громче вы кричите, тем легче услышать кого-то в расстояние. Более громкие шумы создают большие звуковые волны, которые могут путешествовать дальше, пока их не поглотили кусты, деревья и все беспорядок вокруг нас.Тоже самое верно для радиоволн. Чтобы создать достаточно сильные радиоволны, переносить радио и телекартинки за много миль от телестанции до чьей-то домой вам нужен действительно мощный передатчик. Это фактически гигантская антенна (антенна), часто размещаемая на вершина холма, так что это может как можно дальше посылать сигналы.

Не все принимают телевизионные сигналы, передаваемые по воздуху в этом способ. Если у вас есть кабельное телевидение, ваши телевизионные изображения "передаются" в Ваш дом по проложенному оптоволоконному кабелю под твоей улицей.Если у тебя есть спутниковое телевидение, картинка, которую вы видите был отброшен в космос и обратно, чтобы помочь ему путешествовать из одного сторона страны в другую.

При традиционном телевещании передаются сигналы изображения. в аналоговой форме: каждый сигнал проходит как волнистый (вверх-вниз движущаяся) волна. Большинство стран сейчас переходят на цифровой телевидение, которое работает аналогично цифровому радио. Сигналы передаются в цифровой форме. Многие таким образом можно отправить больше программ и, вообще говоря, картинку качество лучше, потому что сигналы менее восприимчивы к вмешательство во время путешествия.

ТВ-ресиверы

Неважно, как ТВ-сигнал попадает в ваш дом: один раз он прибыл, ваш телевизор обращается с ним точно так же, будь то поступает от антенны на крыше, от кабеля, идущего под землей, или со спутниковой антенны в саду.

Помните, как телевизор камера превращает картинку, на которую она смотрит, в серию линий, формировать исходящий ТВ-сигнал? Телевизор должен работать так же в обеспечить регресс чтобы снова превратить линии входящего сигнала в точное изображение сцена, которую снимала камера.Различные типы телевизоров делают это в различные пути.


Фотографии: Ранние ТВ-приемники. 1) Типичный черно-белый телевизор 1949 года. Обратите внимание на крошечный экран. 2) Комбинированный теле- и радиоблок HMV 904 примерно десять лет назад. Громкоговоритель слева, ручка настройки радио находится в центре, а экран телевизора (опять же крошечный) справа. Оба используют технологию электронно-лучевой трубки и являются экспонатами Think Tank, научного музея в Бирмингеме, Англия.

Телевизоры с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)

Фото: Типичный старомодный телевизор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ).Практически каждый телевизор выглядел так до 1990-х годов, когда ЖК-экран с плоским экраном и плазменные телевизоры начали преобладать. Электронно-лучевые телевизоры сейчас довольно сложно найти!

Телевизоры старого образца с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) принимают входящий сигнал и разбить его на отдельные аудио и видео компоненты. Звуковая часть подается в звуковую цепь, которая использует громкоговоритель для воссоздания оригинала. звук записал в телестудии. Между тем видеосигнал отправляется на отдельный контур. Это запускает пучок из электронов (быстро движущиеся отрицательно заряженные частицы внутри атомов) вниз по длинной электронно-лучевой трубке.Когда луч летит по трубе, электромагниты поворачиваются. это из стороны в сторону, поэтому он систематически сканирует взад и вперед по экран, строка за строкой, "раскрашивая" картинку снова и снова как своего рода невидимая электронная кисть. Электронный луч движется так быстро, что вы не видите, как это создает картину. Это не на самом деле «раскрашивает» что угодно: он делает яркие пятна разноцветного света, как он попадает в разные части экрана. Это потому, что экран покрытый множеством крошечных точек химикатов, называемых люминофором.Когда электронный луч попадает на точки люминофора, они образуют крошечные точки. красного, синего или зеленого света. Путем включения и выключения электронного луча при сканировании мимо красных, синих и зеленых точек видеосхема может создать целостную картину, осветив одни точки и оставив другие темный.

Как работает телевизор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)

  1. Антенна (антенна) на крыше улавливает радиоволны от передатчик. При использовании спутникового телевидения сигналы поступают со спутниковой антенны. установлен на стене или крыше.С кабельным телевидением сигнал приходит к вам по подземному оптоволоконному кабелю.
  2. Входящий сигнал поступает в антенное гнездо на задней панели телевизора.
  3. Входящий сигнал передает изображение и звук более чем на одна станция (программа). Электронная схема внутри телевизора выбирает только станцию вы хотите смотреть и разбивает сигнал для этой станции на отдельные аудио (звук) и видео (изображение) информация, передавая каждую отдельный контур для дальнейшей обработки.
  4. Схема электронной пушки разделяет видеочасть сигнала на отдельные красный, синий и зеленый сигналы. управлять тремя электронными пушками.
  5. Схема запускает три электронных пушки (одну красную, одну синюю и одну зеленый) вниз по электронно-лучевой трубке , как толстая стеклянная бутылка, из которой воздух был удален.
  6. Электронные лучи проходят через кольцо электромагнитов . Электронами можно управлять с помощью магнитов, потому что они имеют отрицательное электрический заряд.Электромагниты направляют электронные лучи так, чтобы они проведите по экрану взад и вперед, строка за строкой.
  7. Электронные лучи проходят через решетку отверстий, называемую маской, который направляет их так, чтобы они попадали в точные места на экране телевизора . Где лучи попадают в люминофор (цветные химические вещества) на экране, они производят красные, синие или зеленые точки. В других местах экран остается темным. В узор из красных, синих и зеленых точек создает очень цветную картину. быстро.
  8. Между тем, звуковая (звуковая) информация из входящего сигнала передается в отдельный аудиосхема .
  9. Аудиосхема управляет громкоговорителем (или громкоговорителями, поскольку их как минимум два в стереотелевизоре), поэтому они воссоздают звук точно в такт движущемуся изображению.

Фото: Старый телевизор с электронно-лучевой трубкой. проходит испытания и ремонт. Желтое поле на передней панели - это измеритель, который проверяет протекающий ток. через цепи телевизора. Открытый телевизор сзади, и мы смотрим сзади вперед (так что экран направлен от нас).Фото летчика Мэйбель Тиноко любезно предоставлено ВМС США.

Оригинальный ЭЛТ

Подобные электронно-лучевые телевизоры были изобретены российским физиком и инженером-электронщиком Владимиром Зворыкиным, чей патент на идею был подан в 1923 году и получен пятью годами позже. Вот деталь одного из оригинальных чертежей в этом патенте - и вы можете видеть, насколько он похож на «современный» ЭЛТ.

Иллюстрация: черно-белый дизайн ЭЛТ Зворыкина 1920-х годов.Внутри электронно-лучевой трубки (55, серая) находится одна электронная пушка, состоящая из анода (56, темно-синий), катода (57, светло-синий) и сетки (54, желтый) между ними. В центре расположены электрические пластины (58, 59, красные) и катушки (69, 70, оранжевые) для управления электронным лучом с помощью электромагнитных полей. Изображение формируется на люминесцентном люминофорном экране (60) на конце трубки. Из Патент США: 2 141 059: Телевизионная система Владимира Зворыкина, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Телевизоры с плоским экраном

Сегодня довольно сложно найти телевизоры с электронно-лучевой трубкой. Поскольку они основаны на аналоговые технологии, и большинство стран сейчас переходят на цифровые, ЭЛТ по сути устаревший (если вы не используете адаптер, называемый телеприставкой, который позволяет вашему ЭЛТ забрать цифровые трансляции). Вместо этого у большинства людей есть плоские экраны, и они используют один из трех разных технологии: LCD, плазма или OLED.

ЖК-телевизоры

(жидкокристаллический дисплей) содержат миллионы крошечных элементов изображения, называемых пикселями, которые можно включить или выключить электронным способом, чтобы сделать снимок.Каждый пиксель состоит из трех меньших красных, зеленых и синих подпикселей. Эти могут индивидуально включаться и выключаться жидкими кристаллами - эффективно микроскопические переключатели света, которые включают или выключают субпиксели с помощью скручивание или раскручивание. Поскольку нет громоздкой электронно-лучевой трубки и люминофорный экран, ЖК-экраны намного компактнее и энергоэффективнее эффективнее, чем старые ТВ-приемники. Подробнее читайте в нашей статье о ЖК-дисплеях.

Плазменный экран похож на ЖК-дисплей, но каждый пиксель представляет собой микроскопический флуоресцентный лампа светится плазмой.Плазма - это очень горячая форма газа в атомы разлетелись на части и образовали отрицательно заряженные электроны. и положительно заряженные ионы (атомы минус их электроны). Они свободно перемещаются, создавая нечеткое свечение света при столкновении. Плазменные экраны могут быть намного больше обычных телевизоров с электронно-лучевой трубкой, но они также намного дороже. Подробнее читайте в нашей статье о плазменных телевизорах.

Если вам нужен действительно плоский телевизор, вы, вероятно, выберете тот, который использует Технология OLED (органических светодиодов).Как следует из названия, OLED-светодиоды немного похожи на обычные светодиоды, но сделаны из органического (углеродного) пластика. вместо обычных полупроводников. OLED-дисплей очень тонкий (всего несколько миллиметров), очень яркий и потребляет гораздо меньше энергии, чем аналогичный ЖК-дисплей. Подробнее читайте в нашей статье об OLED.

Краткая история телевидения

  • 1884: немецкий студент Пауль Нипков (1860–1940) изобретает вращающийся диск с отверстиями в нем (позже известный как диск Нипкова), который может преобразовывать изображение в серию световых импульсов.
  • 1888: немецкий физик Генрих Герц (1857–1894) демонстрирует, как создавать радиоволны.
  • 1894: Сэр Оливер Лодж (1851–1940), британский физик, успешно передает сообщение по радио из одной комнаты здания в другую.
  • 1922: американский инженер-электронщик Фило Т. Фарнсворт (1906–1971) получает идею о системе телевизионного сканирования, когда он наблюдает, как лошадь его отца вспахивает поле аккуратными рядами.
  • 1923: российский физик и инженер-электронщик Владимир Зворыкин (1888–1982) подает Патент США: 2 141 059 (выдан в 1929 году) на телевизионную систему, в которой используются электронно-лучевые трубки как в передатчике, так и в приемнике.Переезжая в США, он работает на Westinghouse, а затем RCA, где он возглавляет усилия компании по развитию телевидения.
  • 1924: шотландский изобретатель Джон Логи Бэрд (1888–1946) использует диск Нипкова для передачи мерцающего телевизионного изображения на несколько футов через комнату.
  • 1925: Бэрд проводит первую публичную демонстрацию грубо отсканированных телевизионных изображений в лондонском универмаге Selfridges, а более сложную демонстрацию приглашенной научной аудитории 26 января 1926 года.
  • 1927: Фарнсворт подает патент США: 1,773,980 (выдан в 1930 г.) на его анализатор изображений, первую в мире полноценную телекамеру.
  • 1928: Бэрд демонстрирует цветной телевизор и раннюю форму 3D-телевидения.
  • 1932–1934: родился в России Исаак Шенберг (1888–1946), работая в британской компании EMI, разрабатывает полностью электронную телевизионную систему, в значительной степени основанную на идеях Зворыкина. Позже EMI ​​объединяет усилия с Маркони, чтобы сформировать Marconi-EMI.
  • 1932: BBC (Британская радиовещательная корпорация) начинает общественное телевидение 22 августа 1932 года, в конечном итоге выбрав систему Marconi-EMI.BBC начинает транслировать первый в мире регулярный телеканал из Лондона. Александра Палас 2 ноября 1936 года.
  • 1940: пионер пластинок Питер Голдмарк из CBS разрабатывает систему цветного телевидения, в которой используется вращающееся колесо для чередования красного, синего и зеленого цветов. По сообщению «Нью-Йорк Таймс» от 5 сентября 1940 года под заголовком «Цветное телевидение достигает реализма»: «Вчера прессе было продемонстрировано телевидение ярких оттенков, воспроизводящее целый ряд цветов от цветочных садов до звезд и полос на голубом небе.«
  • 1940: Мексиканец Гильермо Гонсалес Камарена разрабатывает альтернативный цветной телевизор на основе вращающегося, механического колеса и патента файлов (патент США: 2296019: Хромоскопический адаптер для телевизионного оборудования) в августе 1941 года (его мексиканская заявка на патент была подана 19 августа. , 1940).
  • 1954: RCA (Radio Corporation of America). продает первые цветные телевизоры 25 марта 1954 года.
  • 1964: Дональд Битцер , Джин Слоттоу и Роберт Уилсон из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн производят первый плазменный телевизор, основанный на компьютерном дисплее с высоким разрешением для обучающей системы PLATO.
  • 1988: Японская Sharp Corporation выпускает первый коммерческий ЖК-телевизор.
  • 1990-е годы: первые публичные передачи HDTV (телевидения высокой четкости) сделаны в Соединенных Штатах и ​​Европе.
  • 1999: Журнал Time называет Фило Т. Фарнсворта одним из 100 самых влиятельных людей 20 века.
  • 2000-е годы: многие страны переходят с аналогового на цифровое телевидение. В Соединенных Штатах, например, переход был завершен в 2006 году, но некоторые страны не перейдут на него полностью до 2020-х годов.
  • 2007: Sony , еще один японский производитель, представляет первый в мире OLED-телевизор XEL-1, главным образом как «доказательство концепции». Несмотря на то, что экран составляет всего 28 см (11 дюймов), он продается за колоссальные 2500 долларов.
  • 2010–2017: Первые впечатления от 3D-телевидения быстро скисает. В 2013 году The New York Times объявила это «дорогим провалом». В 2017 году ведущие производители LG, Sony и Samsung отказываются от этой технологии.

приложений | Безграничная физика

Электронно-лучевая трубка, телевизионные и компьютерные мониторы и осциллограф

Электронно-лучевая трубка состоит из вакуумной трубки, которая содержит одну или несколько электронных пушек, используемых для возбуждения люминофоров на экране для получения изображений.

Цели обучения

Определение основных компонентов электронно-лучевой трубки и описание использования электронно-лучевых трубок

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Основные компоненты электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) состоят из вакуумной трубки, содержащей электронную пушку, и экрана, покрытого люминофором. ЭЛТ используются для создания изображений.
  • Люминофоры в экране ЭЛТ - это материалы, которые непосредственно производят фотоны, генерируемые ЭЛТ.Эти люминофоры поражаются входящими электронами из электронной пушки, поглощают энергию, а затем повторно излучают часть или всю эту энергию в виде света.
  • Технология ЭЛТ была распространена в телевизорах и компьютерных мониторах. Цветные ЭЛТ содержат три электронные пушки, соответствующие трем типам люминофоров, по одной для каждого основного цвета (красного, синего и зеленого). Примеры монохроматических ЭЛТ включают черно-белые телевизоры и старые компьютерные терминалы.
  • Осциллографы, устройства, используемые для измерения и отображения напряжений, также используют ЭЛТ-дисплеи.В этом случае стойкость люминофора важнее цвета.
  • ЭЛТ в телевизорах и компьютерных мониторах изгибают электронные лучи с помощью магнитного отклонения, в то время как осциллографы используют электростатическое отклонение.
Ключевые термины
  • люминофор : вещество, проявляющее явление люминесценции; часто соединения переходных металлов или соединения редкоземельных элементов различных типов. Чаще всего люминофоры используются в ЭЛТ-дисплеях и люминесцентных лампах.
  • растр : шаблон сканирования из параллельных линий, которые формируют отображение изображения, проецируемого на электронно-лучевую трубку телевизора или экрана дисплея.
  • электронная пушка : любое устройство, которое производит поток электронов, особенно узкий поток, который фокусируется на люминофорном экране.

Электронно-лучевая трубка, телевизионные и компьютерные мониторы и осциллограф

Введение

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) представляет собой вакуумную трубку, содержащую одну или несколько электронных пушек (источник направленных электронов) и флуоресцентный экран, используемый для просмотра изображений.Он имеет средства для ускорения и отклонения электронного луча на флуоресцентный экран для создания изображений. Изображения создаются, когда электроны попадают на люминесцентный люминофор на экране, который затем излучает свет (цвет меняется в зависимости от используемого люминофора).

Цветная электронно-лучевая трубка : Визуализация цветной ЭЛТ в разрезе: 1) Три электронных пушки (для красных, зеленых и синих точек люминофора) 2) Электронные лучи 3) Фокусирующие катушки 4) Отклоняющие катушки 5) Соединение анода 6) Маска для разделения лучей для красной, зеленой и синей части отображаемого изображения 7) Слой люминофора с красной, зеленой и синей зонами 8) Крупный план внутренней стороны экрана, покрытой люминофором

В ЭЛТ используется вакуумная стеклянная колба, большая и глубокая (т.е.е., длинный от передней панели экрана до задней части), довольно тяжелый и относительно хрупкий. В целях безопасности лицевая панель обычно изготавливается из толстого свинцового стекла, что обеспечивает высокую ударопрочность и блокирует большинство рентгеновских лучей, особенно если ЭЛТ используется в потребительских товарах.

Люминофор

Люминофоры в экране ЭЛТ - это материалы, которые непосредственно производят фотоны, генерируемые ЭЛТ. Эти люминофоры поражаются входящими электронами из электронной пушки, поглощают энергию, а затем повторно излучают часть или всю эту энергию в виде света (этот процесс называется фосфоресценцией).Изменяя тип используемого люминофора, можно изменять длину волны света, излучаемого люминофором при возбуждении. Например, в черно-белых экранах телевизоров используется один тип люминофора, а в цветных - три (синий, красный и зеленый). Ранние мониторы компьютерных терминалов использовали только зеленый люминофор.

ЭЛТ-устройства

Монохромный компьютерный ЭЛТ-монитор : Монохромный ЭЛТ-монитор - в этом ЭЛТ-мониторе используется только один тип люминофора.

Телевизоры и компьютерные мониторы

В телевизорах и компьютерных мониторах вся передняя часть трубки сканируется периодически и систематически по фиксированному шаблону, называемому растром.Изображение создается путем управления интенсивностью каждого из трех электронных лучей, по одному для каждого дополнительного основного цвета (красного, зеленого и синего) с видеосигналом в качестве эталона. Во всех современных ЭЛТ-мониторах и телевизорах лучи изгибаются за счет магнитного отклонения, которое представляет собой переменное магнитное поле, создаваемое катушками и управляемое электронными цепями вокруг шейки трубки.

Несмотря на то, что компьютерные мониторы и телевизоры на основе ЭЛТ на протяжении десятилетий являлись опорой дисплейной технологии, они представляют собой мертвую технологию.Спрос на ЭЛТ-экраны резко упал с 2000 года, и это падение ускорилось во второй половине того десятилетия. Быстрое развитие и падение цен на технологии плоских ЖК-панелей, сначала для компьютерных мониторов, а затем и для телевизоров, стали ключевым фактором в упадке конкурирующих технологий отображения, таких как ЭЛТ, обратная проекция и плазменные дисплеи.

Осциллограф

Осциллограф - это устройство, которое измеряет и отображает напряжение в виде графика зависимости напряжения от времени.Разница напряжений между положительным и отрицательным выводами зонда измеряется, буферизуется и отображается на экране в виде непрерывной кривой. Осциллографы обычно используются, чтобы увидеть, работает ли схема должным образом, но осциллографы также полезны для сравнения различных сигналов друг с другом.

Дисплей осциллографа : Пример дисплея аналогового осциллографа. Показана фигура Лиссажу, показывающая гармоническую связь одного цикла горизонтальных колебаний с тремя циклами вертикальных колебаний.

Во многих осциллографах также используются ЭЛТ-дисплеи, хотя ЖК-дисплеи становятся все более распространенными. В ЭЛТ осциллографов используется электростатическое отклонение, а не магнитное отклонение, обычно используемое в телевизорах и других больших ЭЛТ. Луч отклоняется горизонтально, прикладывая электрическое поле между парой пластин слева и справа, и вертикально, прикладывая электрическое поле к пластинам сверху и снизу.

Осциллографы

используют электростатическое, а не магнитное отклонение, поскольку индуктивное реактивное сопротивление магнитных катушек ограничивает частотную характеристику прибора.Цвет люминофора осциллографа гораздо менее важен, чем в случае цветных телевизоров или компьютерных мониторов, поскольку основная цель заключается в оценке напряжений сигналов, а не в построении сложных изображений; однако стойкость люминофора может быть более важной. Доступны люминофоры со стойкостью от менее одной микросекунды до нескольких секунд. Для визуального наблюдения за кратковременными переходными процессами может потребоваться люминофор с длительным постоянством. Для событий, которые являются быстрыми и повторяющимися или высокочастотными, обычно предпочтительнее использовать люминофор с коротким постоянством.

телевизоров, радаров и других технологий, связанных с теорией относительности Эйнштейна

Если вы когда-либо получали штраф за превышение скорости или наслаждались ночным просмотром TGIF в 1990-х годах, вы можете поблагодарить Альберта Эйнштейна. На этой неделе исполняется столетие с тех пор, как патентный клерк, ставший физиком, представил свои уравнения поля для гравитации в Прусской академии наук в Берлине, заложив основы общей теории относительности.

Эти лекции представляют собой продолжение работы, которую Эйнштейн представил десятью годами ранее по фотоэлектрическому эффекту, который в конечном итоге получил Нобелевскую премию, и специальной теории относительности, которая была популяризирована уравнением E = mc 2 .

Несмотря на абстрактный характер теории относительности, обе теории пронизывают общество в повседневных технологиях. Эти концепции не только объясняют структуру Вселенной, но и носятся в большинстве сумочек и карманов. Идеи Эйнштейна не только отправляют текстовые сообщения, но и составляют основу самого разрушительного оружия, когда-либо созданного.

Трудно сказать, упустило бы общество следующие устройства без Альберта Эйнштейна. У Эйнштейна было много академических конкурентов, некоторые из которых опубликовали аспекты специальной и общей теории относительности раньше него.Однако Эйнштейн был не просто титаном теоретической физики. Писатель Уолтер Исааксон описывает Эйнштейна как изобретателя реальности, но физик немецкого происхождения также считался распутным отцом, борцом за гражданские права, антифеминистом, пацифистом, иконоборцем и рок-звездой.

К 100-летию всеобщей относительности, анекдот о волосах Эйнштейна, бросающих вызов гравитации (из наших архивов 1940 года). pic.twitter.com/SjILfvIWln

- C&EN (@cenmag) 25 ноября 2015 г.

Вот в чем дело.В поисках единой теории всего Эйнштейн объединил наши увлечения теоретической физикой, Вселенной и им самим.

Телевидение было бы размытым без специальной теории относительности

Кажется, что магнит изгибает световой луч в электронно-лучевой трубке. Эти лучи создают изображение в старых телевизорах, а принципы физики, разработанные Эйнштейном, обеспечивают четкость изображения. Фото Чарльза Д. Винтерса / через Getty Images

Вот как специальная теория относительности не позволила той оригинальной серии «Друзей» оказаться не в фокусе, по крайней мере, с визуальной точки зрения.

Специальная теория относительности Эйнштейна описывает скорость света как единственную постоянную во Вселенной, а также утверждает, что законы движения всегда одни и те же, независимо от того, насколько быстро движется объект. Но если свет стоит особняком как неизменный чемпион, тогда все остальное во Вселенной должно быть гибким, включая расстояния между вещами (пространство) или даже время. Это доказано экспериментально и приводит к некоторым странным тенденциям в нашем существовании.

Этот тонкий сдвиг в теории относительности означает, что вы стареете быстрее, чем друг, если он стоит на лестнице на пару ступеней ниже вас.

Например, если вы стоите у дороги, и мимо проезжает машина, это транспортное средство физически короче, время для водителя течет медленнее по сравнению с вами, и масса автомобилиста увеличивается, хотя и незначительно.

Эти изменения становятся более очевидными по мере того, как человек движется быстрее, что влияет на четкость коробочных телевизоров.

«Специальная теория относительности становится актуальной, если объекты движутся со скоростью, близкой к скорости света. Мы не видим, как это происходит с большими объектами, но частицы могут легко это сделать.Например, электроны », - сказал Робберт Дейкграаф, возглавляющий Институт перспективных исследований, где Эйнштейн работал профессором с 1933 года до своей смерти в 1955 году.

Старомодные телевизоры используют трубки с катодными лучами, чтобы направлять электронные лучи на экран. Экран изнутри покрыт составами, называемыми люминофорами, которые светятся при прохождении энергии в лучах, заставляя люминофоры светиться, создавая цвет и изображение, но для этого электроны должны двигаться быстро. Очень быстро.

«В старомодном телевизоре электроны можно легко ускорить до 20-30 процентов скорости света», - сказал Дейкграаф.«На таких скоростях все становится действительно сумасшедшим».

Это из-за специальной теории относительности. Сверхскорости заставляют электроны расти в массе по сравнению с остальной частью телевизора.

«С точки зрения электроники, телевизор уменьшился в размерах», - сказал Дейкграаф.

Магниты внутри телевизора направляют электроны к разным частям экрана для получения изображения, но Дейкграаф сказал, что конструкция магнитов должна учитывать специальную теорию относительности. Иначе все было бы не в фокусе на миллиметры.

Дейкграаф сказал, что гораздо более впечатляющий пример этого явления происходит внутри ускорителей частиц, где высокие скорости вызывают значительное замедление внутреннего времени частиц в результате процесса, известного как замедление времени. В результате эти частицы живут намного дольше, чем обычно.

Эти принципы не применимы к ЖК-телевизорам или плазменным телевизорам, поскольку в этих устройствах не используются электронные лучи.

Радары

Радиолокационные установки полагаются на относительность, чтобы поймать скорость машин.Фото Бориса Яро / Los Angeles Times через Getty Images

Если вы когда-нибудь получали штраф за превышение скорости из-за дорожной ловушки, вы можете поблагодарить Эйнштейна.

Свет движется волнами. Это верно, если вы имеете дело с видимым светом, ультрафиолетом, рентгеновскими лучами или другими типами света, которые в совокупности классифицируются как электромагнитное излучение.

Все волны демонстрируют эффект Доплера. Вы были свидетелями этого, стоя на обочине, когда скорая помощь мчалась в сторону больницы.Сирена имеет более высокий звук по мере приближения к вам, обычный звук, когда он находится прямо рядом с вами, и более низкий звук, когда машина ускоряется. Это потому, что частота звуковых волн меняется, если они исходят от движущегося объекта.

Эффект Доплера заставляет двигатель автомобиля или сирену звучать выше по высоте при приближении, чем при удалении. Розовые круги представляют собой звуковые волны. Иллюстрация Чарли Виски / Викимедиа

Эффект Доплера применяется не только к излучаемым волнам, но и к тем, которые отражаются от объекта, что объясняет, как работают радары.Полицейские сканеры излучают инфракрасные волны, которые отражаются от автомобилей, а затем определяют частоту отражений, когда они возвращаются, давая расчет скорости.

Благодаря специальной теории относительности Эйнштейна и неизменной скорости света радар может делать точные, почти мгновенные предсказания скорости транспортного средства, даже если полицейский автомобиль тоже движется.

Ядерная энергия и отвращение Эйнштейна к атомной бомбе

Грибовидное облако после взрыва французской атомной бомбы над атоллом Муруроа, 1971 год.Фото Galerie Bilderwelt / Getty Images

Ускорители элементарных частиц и специальная теория относительности являются наследием, которое часто ошибочно приписывают Эйнштейну: создание атомной бомбы.

Буква E в E = mc 2 относится к энергии, поэтому на базовом уровне уравнение Эйнштейна утверждает, что масса и энергия взаимозаменяемы. Как мастерски объяснил Алок Джа для Guardian:

В новом мире Эйнштейна масса стала способом измерения полной энергии, присутствующей в объекте, даже когда он не нагревается, не перемещается, не облучается или что-то еще.Масса - это просто сверхконцентрированная форма энергии, и, более того, эти вещи могут переходить из одной формы в другую и обратно.

Ядерные реакции основаны на этом принципе для создания энергии. Когда нейтрон - субатомная частица - разбивается на нестабильные атомы урана, последний распадается на более мелкие атомы. Это расщепление атома высвобождает энергию в виде тепла и большего количества нейтронов, которые повторяют цикл, вызывая цепную реакцию. Процесс повторяется миллионы раз в секунду, высвобождая огромную энергию.По данным Национальной лаборатории Лоуренса Беркли, один грамм урана или плутония (0,035 унции) может высвободить энергию, эквивалентную трем тоннам угля или 600 галлонам нефтяного масла за один день. Эта энергия может питать города, но, как показал Манхэттенский проект, ее также можно использовать в качестве оружия.

Эйнштейн не участвовал в Манхэттенском проекте и пожалел о своей единственной связи с военными усилиями. В августе 1939 года он написал письмо, в котором предупреждал Франклина Рузвельта о стремлении Германии создать ядерное оружие.Но, как описал Уолтер Исааксон в 2008 году для журнала Discover Magazine, Эйнштейн «мало знал о физике ядерных частиц, лежащей в основе бомбы», и однажды в Newsweek процитировали его слова: «Если бы я знал, что немцам не удастся создать атомную бомбу, я бы никогда не сделал этого». пошевелил бы пальцем ».

GPS, Jell-O и сердце вашего мобильного телефона

Мы знаем, что у Вселенной и дрожащего желе много общего благодаря Эйнштейну и гравитационным волнам.

Хорошо, специальная теория относительности - это здорово, но как насчет технологий, вдохновленных общей теорией относительности?

Наиболее распространенным примером является Глобальная система позиционирования (GPS), и она является результатом общей теории относительности Эйнштейна, проясняющей происхождение гравитации.

Триста лет назад Исаак Ньютон заметил, что маленькие объекты во Вселенной тянутся к более крупным объектам, и он обнаружил, что сила этого притяжения зависит от их массы. Более массивные объекты, такие как Юпитер, имеют более сильное притяжение, чем более мелкие тела, такие как Меркурий. Эта концепция была прекрасной и модной основой для гравитации, но она не объясняла, как два объекта вообще притягиваются? Введите Эйнштейна и общую теорию относительности.

Его теория предполагала, что массивные объекты могут физически искривлять пространство.Чтобы понять, что это значит, представьте, что вы уронили большой шарик в большую миску с желе. Когда мрамор приземлится, Jell-O будет давить вниз, и прилегающие области будут наклоняться, как пандус, к мрамору. Если на краю пандуса окажется шарик меньшего размера, он будет притянут к первому.

Используя свои уравнения поля, Эйнштейн объяснил, что гравитация на самом деле является искривлением этого желе-О, которое в реальной Вселенной состоит из пространства и времени. Как сообщил ранее на этой неделе физик-теоретик Калифорнийского технологического института Шон Кэрролл для NewsHour:

Во вселенной Эйнштейна пространство и время поглощены одним четырехмерным «пространством-временем», а пространство-время не является твердым.Он скручивается, поворачивается и изгибается в ответ на движение материи и энергии. Мы воспринимаем это растяжение и искажение ткани пространства-времени как силу тяжести.

Это означает, что большие источники гравитации - например, Земля - ​​могут изменять время. В результате часы на поверхности планеты идут медленнее, чем часы на борту спутника GPS, вылетевшего на 12 000 миль в свободное пространство. (Это также считается замедлением времени.)

Относительность была препятствием на заре появления GPS.Спутники GPS должны быть синхронизированы с вашим телефоном или автомобильным приемником, чтобы определять ваше местоположение. Когда инженеры изначально запускали спутники GPS в космическое пространство, они предполагали, что влияние теории относительности будет слишком незначительным, чтобы изменить высокоточные атомные часы на борту.

Они ошибались. Часы спутника за день идут на 38 миллионных долей секунды быстрее, чем часы на Земле. Это звучит незначительно, но это могло бы отклонить ваше местоположение на целых семь миль.

Дейкграаф сказал, что игнорирование теории относительности нанесет вред не только GPS, но и телекоммуникациям в целом.

Если бы американский астронавт Скотт Келли приземлился сегодня, он бы подпрыгнул на шесть тысячных секунды в будущее.

«Наша коммуникационная сеть представляет собой конфигурацию передатчиков, приемников, спутников - как наземных, так и космических. И в некотором смысле все наши технологии работают со скоростью света », - сказал Дейкграаф. «Эти устройства точно взаимодействуют друг с другом в пространстве и времени, поэтому нам нужны атомные часы для всех наших коммуникаций.”

Эксперименты с атомными часами позволили измерить гравитационные сдвиги в пространстве-времени на чрезвычайно короткие расстояния, такие как исследование 2010 года Национального института стандартов и технологий, в котором эффект измерялся на длине фута. Разница небольшая - 90 миллиардных долей секунды за 79 лет - но этот тонкий сдвиг в теории относительности означает, что вы стареете быстрее, чем друг, если он стоит на лестнице на пару ступеней ниже вас.

Кроме того, если пространство может искривляться, то общая теория относительности утверждает, что гигантские столкновения между звездными объектами могут посылать ударные волны через космическое пространство.

«Если вы столкнетесь с двумя черными дырами, это, по сути, создаст цунами в космосе, которое может распространиться от очень далекой звезды или галактики до планеты Земля», - сказал Дейкграаф. То же самое происходит, если вы машете рукой по воздуху, но в гораздо меньшем масштабе.

Эти гравитационные волны еще не обнаружены на Земле, но ученые знают, что это явление существует

«Мы косвенно видели их с парой звезд, которые вращаются вокруг друг друга.Мы не видим сами волны, но мы видим, как звезды теряют энергию, излучая гравитацию », - сказал Дейкграаф.

На следующей неделе Европейское космическое агентство запустит космический спутник LISA Pathfinder, выполняющий миссию по обнаружению гравитационных волн. Дейкграаф сказал, что если он заметит эти волны, событие может стать ярким.

«Как выглядит Вселенная в« свете гравитации », так сказать? Мы можем обнаружить гравитационные волны на всем протяжении от Большого взрыва, но это все равно, что ждать, пока облака разойдутся, и не знать, что за ними стоит », - сказал Дейкграаф.

Эйнштейн и как отправить текстовое сообщение умершим родственникам

Российский космонавт Геннадий Падалка провел так много времени в космосе, что технически отправился в будущее. Фото НАСА

Астронавты, возможно, впервые в мире бандиты. Люди, которые проводят длительные периоды на космических станциях, фактически продвинулись во времени по сравнению с людьми, застрявшими на Земле.

Это потому, что космические станции движутся быстро - 17 000 миль в час, чтобы оставаться на орбите, а часы, идущие в пути, начинают страдать из-за специальной теории относительности.Орбитальная скорость замедляет время, поэтому, когда космонавты возвращаются на Землю, они приземляются в будущем.

Российский космонавт Геннадий Падалка, который ранее в этом году установил рекорд по наибольшему времени нахождения в космосе в 879 дней, отправился в будущее на 22 тысячных секунды. Если бы американский астронавт Скотт Келли приземлился сегодня, он бы прыгнул в будущее на шесть тысячных секунды.

Как свидетельствует недавняя история, когда люди представляют себе путешествия во времени, они думают о Майкле Дж.Фокс, пышный красный жилет и навороченный Делориан. Но это восприятие не соответствует теории относительности, сказал физик-теоретик из Университета Коннектикута Рональд Маллетт.

«Что касается того, чтобы взять с собой машину времени, то нет. На самом деле это не вариант, - сказал Маллет.

Он должен знать, поскольку строит машину времени. Верно. Машина времени ... и из-за теорий Эйнштейна идея не так надумана, как можно было бы ожидать.

Чтобы понять, давайте начнем с E = mc 2 .Как мы упоминали ранее, это уравнение утверждает, что масса и энергия взаимозаменяемы. Свет обладает энергией, поэтому он также несет массу. Если вы помните наши путешествия с мрамором и Jell-O, то вы знаете, что масса может искривлять пространство и время, создавая ощущение гравитации.

Машина времени Маллета могла бы использовать эту взаимосвязь: «Если гравитация может влиять на время, а свет может создавать гравитацию, тогда свет может влиять на время».

Чтобы настроить пространство и время, проекту потребуются лазеры… около 10 000 из них организованы в кольца.Затем Маллет и его коллега - физик-экспериментатор из Калифорнии Чандра Ройчудхури - планируют сложить эти кольцевые лазеры, как блины. Коллективный вихрь, созданный лазерами, может искривлять пространство, согласно теоретическому уравнению, опубликованному Маллетом 15 лет назад.

Рональд Маллетт и его уравнение скручивания пространства. Предоставлено Рональдом Маллеттом

Если это сработает, Маллет в некотором смысле осуществит детскую мечту о воссоединении со своим покойным отцом Бойдом.

«Ему было всего 33 года, а мне - 10 лет.Он выглядел очень здоровым человеком, но мы не знали, что у него слабое сердце. Он умер от обширного сердечного приступа. Это полностью опустошило меня, - сказал Маллет.

Год спустя Маллет-младший наткнулся на книгу Герберта Уэллса «Машина времени». «Для меня это было похоже на лампочку. Если бы я мог построить машину времени, я мог бы вернуться и увидеть его снова », - сказал Маллетт.

Маллет и Ройчоудхури судили о скручивании пространства, стреляя потоком нейтронов в вихрь. Нейтроны вращаются в определенном направлении, поэтому, если их вращение изменилось к моменту выхода из вихря, исследователи могли сделать вывод, что пространство было искривленным.

Дороти и Бойд Маллетт с Роном слева и его младшим братом Джеймсом справа в парке Бронкс в 1948 году. Предоставлено Рональдом Маллеттом

Это смелая идея с трогательной предысторией, но, как Маллет узнал на своем пути к физике, правила пространства-времени, вероятно, предотвратят путешествие в 1950-е годы.

Конструкция прототипа проста с практической точки зрения. По словам Маллетта, диодный лазер имеет высоту примерно одну тысячную дюйма, поэтому, если у вас есть башня из 10 000 лазеров, это будет всего около 5 футов.Проблема в свидании.

«Машина отвечает за вращение пространства и времени, поэтому вы не можете пойти раньше этого. Как только машина времени будет включена в первый раз, наши потомки смогут общаться с нами, но мы не сможем общаться с нашими предками », - сказал Маллет. То же самое относится и к червоточинам, которые представляют собой теоретические туннели между частями пространства-времени. Путешественник во времени мог побывать еще во времена создания червоточины, но не ранее. (Более подробно см. Правила Шона Кэрролла 10 + 1 для путешествий во времени).

Макет-прототип кольцевого лазерного устройства, вращающего пространство, разработанного Рональдом Маллеттом и Чандрой Ройчоудхури. Демонстрационная модель (также известная как не настоящая) основана на исследовании Маллетта о том, как циркулирующий лазерный свет может искажать пространство и время и создавать возможность путешествий во времени в прошлое и будущее. Фото Скотта Эйзена

Еще одним препятствием на пути кручения времени является энергия. Энергия, необходимая для способности прототипа скручивать пространство, составляет 23,9 Дж - примерно столько же мощности, сколько 24 мили в час бейсбольного поля.Но энергия, необходимая для того, чтобы крутить время, была бы зашкаливающей.

«То, что находится на поверхности, требует огромного количества энергии. Я имею в виду огромное количество энергии, например, звездное, - сказал Маллетт. Однако пространство скручивания может служить основой для искривления.

Тем не менее, когда-нибудь человечество может выяснить, как произвести необходимую энергию, чтобы изменить время, или, может быть, мы найдем внеземную цивилизацию, которая установила мегаструктуры вокруг звезды для сбора энергии.Если так, то Маллет считает, что его машина времени была бы отличным способом обмена информацией между настоящим и будущим. Эти текстовые сообщения могут быть закодированы в спинах нейтронов, подобно тому, что запланировано с помощью квантовой криптографии, и могут содержать предупреждения о стихийных бедствиях.

«Представьте себе тысячи жизней, которые мы могли бы спасти, получив раннее предупреждение», - сказал Маллетт.

Или, может быть, мы наткнемся на инопланетян, которые построили машину времени много веков назад, чтобы Маллет или кто-то еще мог посетить заветные моменты своего прошлого?

Dijkgraaf, безусловно, открыт для перспектив.

«Наша нынешняя технология определенно отсутствует, и если вы проведете опрос физиков, вы увидите много скептицизма», - сказал Дейкграаф. «Но если вы возьмете широкую точку зрения и скажете:« Мы не знаем, какие существуют цивилизации и насколько далеко они разработали технологии »… кто знает?»

Электронно-лучевая трубка | Оксфордский университет, факультет физики

Электронно-лучевая трубка была научным курьезом, обнаруженным в конце 19-го, -го и -го века, и опорой технологии отображения в конце 20-го -го -го века.Теперь мы знаем, что таинственные «катодные лучи» на самом деле являются электронами, и мы можем использовать магниты, чтобы изменить их путь.

Аппарат

Для этого эксперимента, очевидно, требуется электронно-лучевая трубка, заполненная газом, который светится при ударе электронов. Идеальная ЭЛТ окружена катушками Гельмгольца, позволяющими применять переменное магнитное поле. В отсутствие катушек Гельмгольца достаточно сильного неодимового магнита, чтобы отклонить электронный пучок.

В дополнение к электронно-лучевой трубке вам, вероятно, понадобится чувствительная камера, чтобы показать аудитории результаты этого эксперимента.Пучки электронов слишком тусклые, чтобы что-либо, кроме очень маленькой аудитории, было видно напрямую, и это тоже проблема для видеооборудования! Вероятно, понадобится камера с ночным режимом или ручным управлением усилением (или ISO) и выдержкой.

Если у вас нет электронно-лучевой трубки, старый телевизор с ЭЛТ или компьютерный монитор и сильный магнит обеспечат более качественную версию этой демонстрации.

Демонстрации

Электронно-лучевая трубка

  1. Приглушите свет и включите камеру, если вы ее используете.
  2. Увеличьте энергию электронного луча до тех пор, пока газ внутри шара не станет отчетливо светиться.
  3. Если на вашем ЭЛТ нет катушек Гельмгольца, просто помахайте неодимовым магнитом рядом с ЭЛТ, чтобы показать изгиб луча. Возможно, вам придется делать это довольно медленно, если камера настроена на низкую частоту кадров, чтобы повысить ее чувствительность в условиях низкой освещенности.
  4. Если на вашем ЭЛТ есть катушки Гельмгольца, увеличивайте ток в них, пока луч не изгибается.
  5. Изогнув путь луча, увеличьте энергию дальше и покажите, что кривизна уменьшается с увеличением энергии электронов.
  6. Приложите более сильное магнитное поле, чтобы продемонстрировать, что кривизну снова можно увеличить за счет увеличения напряженности магнитного поля.

ЭЛТ-телевизор / монитор + магнит

  1. Получите изображение на экране телевизора или компьютера. Если это экран компьютера, просто подключите его к ноутбуку. Что касается телевизора, многие видеокамеры и цифровые фотоаппараты будут иметь S-video, компонентное или композитное соединение; Старые видеокамеры могут иметь их напрямую, но новые видеокамеры или цифровые камеры могут иметь специальный кабель, который подключается к мини-USB или аналогичному разъему на камере и выводится на несколько типов разъемов для вставки в телевизор.Относительно неподвижное яркое изображение или видео позволяет легче различить эффект, который мы собираемся наблюдать.
  2. Поднесите сильный магнит к экрану телевизора. Изображение будет искажено, и появятся широкие цветные полосы.
  3. Если искажение и цвета остаются после того, как магнит оттянут от телевизора, его выключение и повторное включение должны привести к «размагничиванию» телевизора, что решит проблему - на это указывает характерный лязг, который часто сопровождает включение ЭЛТ. . Иногда, часто после многократных циклов, размагничивание телевизора не происходит.В этом случае выключите его, оставьте на короткое время и снова включите.

Статистика естественного движения населения

скорость электрона, ускоренного на 1 В:
600 км / с

прочность поворотных магнитов LHC:
8,36 T

Как это работает

Ключевым моментом здесь является то, что магнитные поля искривляют траекторию движущейся заряженной частицы, и мы можем использовать этот эффект для управления лучом. Особенно важно для Accelerate! , вам нужно большее магнитное поле, чтобы согнуть более быстро движущуюся частицу.

В электронно-лучевой трубке электроны выбрасываются из катода и ускоряются под действием напряжения со скоростью около 600 км / с на каждый вольт, через который они ускоряются. Некоторые из этих быстро движущихся электронов врезаются в газ внутри трубки, заставляя его светиться, что позволяет нам видеть путь луча. Затем катушки Гельмгольца можно использовать для приложения измеримого магнитного поля, пропуская через них известный ток.

Схематическое изображение ЭЛТ-телевизора в разрезе.
Загрузить это изображение »

Магнитное поле вызывает силу, действующую на электроны, перпендикулярную как направлению их движения, так и магнитному полю. Это заставляет заряженную частицу в магнитном поле двигаться по круговой траектории. Чем быстрее движется частица, тем больше круг, очерченный для данного поля, или, наоборот, тем большее поле необходимо для данного радиуса кривизны луча. Определение этой количественной точки невозможно без контроля как энергии частицы, так и магнитного поля, поэтому об этом нужно будет указать, если в вашей демонстрации нет и того, и другого.

В случае телевизора с электронно-лучевой трубкой траектория электронов искажается из-за того, что магнит приближается к экрану. Изображение на экране зависит от электронов, точно попадающих в люминофор на задней стороне экрана, который при ударе излучает свет разных цветов. Таким образом, электроны вынуждены приземлиться в неправильном месте, вызывая искажение изображения и психоделических цветов.


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *