In giro non ce ne sono quasi più, ma nel nostro immaginario collettivo continuano a essere le TV per eccellenza. Stiamo parlando delle TV a tubo catodico, il classico "scatolone" sopra il mobiletto con le rotelline. È qualcosa con cui siamo cresciuti, dal grande fascino retrò. Ma vi siete mai chiesti come funzionavano? Per capirlo dobbiamo prima spiegare che cos’è un tubo catodico, perché sono proprio i raggi catodici prodotti al suo interno che creano le immagini sullo schermo.
Cos’è un tubo catodico
Dovete sapere che senza il tubo catodico non ci sarebbe stata la tv. Il tubo catodico nasce, in origine, come uno strumento scientifico per vedere e analizzare come si comporta l’elettricità in un ambiente privo di aria. Dopo un po', però, si notò che queste condizioni creavano una luminescenza e dei raggi luminosi tra un polo e l’altro dello strumento. Gli scienziati hanno quindi capito che, con l'applicazione di un campo elettromagnetico e indirizzando i raggi verso una superficie fosforescente, si potevano creare delle immagini in base all’intensità del campo magnetico. Per farvi capire la portata di questa scoperta, pensare che questa tecnologia si è potuta poi usare come supporto di memoria, come strumento di misurazione elettronica, di registrazione delle immagini e, appunto, come schermo televisivo.
Il tubo catodico è fondamentalmente un tubo di vetro al cui interno viene creato un vuoto. Ai suoi due estremi sono presenti un polo negativo e un polo positivo. Se all’anodo e al catodo viene applicata una tensione, questi sono in grado di creare un raggio invisibile di elettroni che vengono spinti dal polo negativo a quello positivo, generando appunto il raggio catodico. Il raggio nella sua corsa attraversa un foro e degli elettromagneti, che generano un campo elettromagnetico che permette di focalizzare e guidare il fascio in una direzione specifica. Quando il raggio di elettroni colpisce la superficie opposta che è rivestita di fosfòro (da non confondere con il fòsforo che è un elemento della tavola periodica) si crea l'immagine sullo schermo. Questo perché il fosfòro è un composto chimico che se colpito da luce (o come in questo caso da elettroni veloci) emette fotoni. Un esempio è il composto di solfuro di zinco con il rame che crea il verde oppure tra il solfuro di zinco con dell'argento che genera il blu.
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Come funziona la TV a tubo catodico
Per spiegare il funzionamento di una TV a tubo catodico prendiamo come esempio quella a colori, perché il suo funzionamento differisce un poco da quella in bianco e nero. Il tubo catodico delle TV si chiama cinescopio e, come abbiamo detto, prevede un anodo e un catodo. Il catodo (polo negativo) è un cannone elettronico che contiene degli elementi in tungsteno che, se attraversati da una corrente, si riscaldano ed emettono elettroni. In una TV a colori ne sono presenti ben tre, che generano fasci per ogni colore primario: rosso, verde e blu.
Quando accendiamo la TV, il cannone viene attivato e gli elettroni vengono attratti dall’anodo (polo positivo). I raggi nella loro corsa attraversano due bobine elettromagnetiche, la prima è chiamata di messa a fuoco e la seconda di deflessione, che hanno il compito di indirizzare il fascio nella posizione giusta dello schermo. Per ricreare i colori, la superficie dello schermo viene rivestita da tre tipi di fosfòro diversi, che appunto sono in grado di emettere i colori rosso, verde e blu. Quando partono i raggi dal catodo le bobine flettono il raggio da sinistra verso destra e dall’alto verso il basso e lo fanno per 60 a 120 volte al secondo, dipingendo letteralmente l’immagine sullo schermo. Il tutto viene regolato da una scheda elettronica chiamata raster, che converte il segnale analogico che arriva dall'antenna in linee che formeranno le immagini sullo schermo.
Differenze con le nuove tecnologie al LED
Le TV ne hanno fatta di strada dalla loro invenzione, e oggi abbiamo diverse opzioni tra cui scegliere quando si tratta di acquistarne una. Possiamo però dire tranquillamente che il principio di funzionamento, anche se si è passati dall’analogico al digitale, è rimasto del tutto invariato. Le immagini si formano per accensione e spegnimento dei pixel anche nei televisori più moderni, solo che sfruttano una tecnologia diversa e molto più sofisticata. Una di queste è quella a LED: queste tv utilizzano una serie di diodi LED (light emission diodes) come fonte di luce per illuminare lo schermo, dove ogni singolo pixel è composto da 3 led colorati. In questo caso la scheda elettronica converte il segnale digitale in O e I, inviando un segnale di accensione o spegnimento a ogni singolo led per ricreare il colore desiderato. Ma per massimizzare le sue proprietà, i LED devono essere supportati da un pannello di retroilluminazione, che serve ad aumentare la luminosità delle immagini che, in assenza, risulterebbe molto spenta.
E le TV al plasma? I televisori al plasma utilizzano un’altra tecnologia ancora: invece di un tubo catodico, questi televisori utilizzano una serie di celle piene di gas nobili come il neon o l'elio. Quando viene applicata una corrente elettrica alle celle, i gas reagiscono producendo luce. Questi televisori sono noti per avere un contrasto elevato.
Ci sarebbe anche un altro tipo di tv, quelle OLED, che in realtà non hanno nulla a che vedere con i LED. Questa è la tecnologia più recente e avanzate sul mercato. Questi televisori, infatti, utilizzano una tecnologia che utilizza dei diodi organici emettitori di luce (OLED) per riprodurre l'immagine. I diodi emettono luce propria quando viene applicata una corrente elettrica, e per questo non hanno bisogno di retroilluminazione come i televisori LED. Questi televisori sono noti per avere un contrasto elevato, neri più profondi e colori vivaci. Negli ultimi anni questa tecnologia sta prendendo sempre più piede, permettendo di realizzare pannelli molto sottili, addirittura pieghevoli e arrotolabili, e che richiedono minori quantità di energia per funzionare.
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