لوله های پرتو کاتدی (CRTs) نقشی اساسی در توسعه دستگاه های الکترونیکی ایفا کرده اند و به عنوان فناوری اصلی در تلویزیون های اولیه، اسیلوسکوپ ها و مانیتورهای کامپیوتری عمل می کنند. در این درس به اصل، عملکرد و اهمیت CRT ها در حوزه لوله های خلاء می پردازیم.
لوله خلاء وسیله ای است که جریان الکتریکی را از طریق خلاء در یک ظرف مهر و موم شده کنترل می کند. اجزای اصلی یک لوله خلاء شامل الکترود، آند و کاتد است. هنگامی که کاتد گرم می شود، الکترون آزاد می کند، پدیده ای که به عنوان گسیل ترمیونی شناخته می شود. سپس این الکترون ها به سمت آند با بار مثبت حرکت می کنند. لوله‌های خلاء در کاربردهای مختلف، از تقویت سیگنال‌ها در مجموعه‌های رادیویی اولیه تا عناصر اصلی رایانه‌های دیجیتال، استفاده شده‌اند.
CRT یک لوله خلاء تخصصی است که در آن الکترون‌های ساطع شده توسط یک کاتد گرم شده به سمت صفحه فلورسنت هدایت می‌شوند و هنگام برخورد با آن نور مرئی ایجاد می‌کنند. این اصل اساسی در طیف گسترده ای از نمایشگرها از جمله تلویزیون های اولیه و مانیتورهای کامپیوتر استفاده شده است. اجزای اصلی CRT عبارتند از:
عملکرد CRT را می توان در مراحل زیر تشریح کرد:
لوله اشعه کاتدی نقش مهمی در کشف الکترون توسط جی جی تامسون در سال 1897 ایفا کرد. در این آزمایش برجسته، تامسون مشاهده کرد که پرتوهای کاتدی توسط یک میدان مغناطیسی منحرف می‌شوند، که نشان می‌دهد این پرتوها از ذرات باردار منفی تشکیل شده‌اند که بعداً نامگذاری شد. الکترون ها این آزمایش شامل یک لوله پرتو کاتدی با صفحه فلورسنت و الکترودهایی برای اعمال میدان مغناطیسی بود. با مشاهده انحراف پرتوهای کاتدی، تامسون می‌تواند نسبت بار به جرم ( \(e/m\) ) الکترون را با استفاده از فرمول: \( \frac{e}{m} = \frac{2V}{B^{2}r^{2}} \) استنباط کند. \( \frac{e}{m} = \frac{2V}{B^{2}r^{2}} \) که در آن \(V\) ولتاژ شتاب دهنده، \(B\) قدرت میدان مغناطیسی و \(r\) شعاع پرتو الکترونی است. مسیر.
فن آوری CRT به طور قابل توجهی بر توسعه نمایشگرهای الکترونیکی تأثیر گذاشته است و پایه ای را برای تلویزیون های اولیه و مانیتورهای رایانه فراهم کرده است. علیرغم اینکه CRTها تا حد زیادی با فناوری‌های LCD، LED و OLED جایگزین شده‌اند، اما CRT در تکامل فناوری نمایشگر نقش مهمی داشته است. توانایی آن ها در تولید تصاویر با کنتراست بالا و بازتولید دقیق رنگ ها، آنها را برای سال های متمادی به انتخاب ارجح برای کارهای ویدئویی و گرافیکی حرفه ای تبدیل کرد.
مزایای:
اگرچه دوران دستگاه های مبتنی بر CRT تا حد زیادی سپری شده است، میراث لوله اشعه کاتدی در اصول دستکاری پرتو الکترونی و الکترونیک خلاء که معرفی شد باقی مانده است. این مفاهیم همچنان در زمینه‌های مختلف از جمله تصویربرداری پزشکی و میکروسکوپ الکترونی کاربرد پیدا می‌کنند و اهمیت پایدار فناوری CRT را برجسته می‌کنند.
