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HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
TELEVISOR. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. La televisión es un conjunto de dispositivos para transmitir una imagen en movimiento y sonido a distancia. En la vida cotidiana, también se utiliza para referirse a organizaciones involucradas en la producción y distribución de programas de televisión. Junto con la radiodifusión, es el medio más masivo de difusión de información (política, cultural, científica, educativa o educativa), así como uno de los principales medios de comunicación.
La televisión es, quizás, uno de los inventos más notables del siglo XX y, junto con el automóvil, el avión, la computadora, el reactor nuclear, merece los calificativos de "más grande", "más importante", "maravilloso" e "increíble". ". Ahora ha penetrado tan profundamente en todas las esferas de nuestra existencia, está tan estrechamente conectado con la vida de cada persona, que sin una pantalla de televisión ya es imposible imaginar ni la tecnología moderna ni la civilización moderna. Como cualquier creación técnica compleja, la televisión apareció y se convirtió en un sistema perfecto gracias al esfuerzo de muchos, muchos inventores. En un breve capítulo, por supuesto, es difícil hablar de todos los que, de una forma u otra, pusieron sus manos y sus mentes en la creación de la tecnología televisiva. Por lo tanto, nos centraremos solo en los momentos más importantes y significativos de la historia de su ocurrencia. El telégrafo copiador de Alexander Behn, por el cual recibió una patente en 1843, debe considerarse un precursor temprano de la televisión. La base de los dispositivos de envío y recepción aquí eran placas de cera y metal dispuestas de una manera especial. Para hacerlos, Ben tomó alambre aislado, lo cortó en pedazos de 2 cm de largo y los metió firmemente en un marco rectangular para que los segmentos de alambre quedaran paralelos entre sí y sus extremos estuvieran ubicados en dos planos. Luego llenó el marco con lacre líquido, lo enfrió y lo pulió por ambos lados hasta obtener superficies dieléctricas lisas con inclusiones metálicas.
El aparato de Ben era adecuado para transferir imágenes de placas de metal o tipos de metal. Si se presionaba un cliché de metal o un tipo tipográfico contra uno de los lados de la placa de cera metálica del aparato transmisor, entonces algunos de los cables se conectaban eléctricamente entre sí y entraban en contacto con la sección del circuito suministrada al tipo y al fuente actual. Este contacto también pasó a los extremos de los mismos cables en el lado opuesto de la placa. Al mismo tiempo, se aplicó una hoja de papel húmedo, previamente impregnada con sales de potasio y sodio, a una placa similar del aparato receptor, que pudo cambiar de color bajo la acción de una corriente eléctrica. El funcionamiento del dispositivo consistía en que al mismo tiempo en las estaciones emisora y receptora se ponían en movimiento péndulos con plumas de contacto fijadas sobre ellos, que se deslizaban por la superficie pulida de ambas placas (en los extremos emisor y receptor). Ahora considere lo que sucedió en la línea del telégrafo en varias posiciones de la pluma de contacto. Cuando la pluma se deslizó sobre la parte de cera dieléctrica de la placa y sobre las manchas de metal que no tenían contacto con las protuberancias del cliché o las letras de la fuente, el circuito permaneció abierto y la corriente de la batería no fluyó hacia el línea. Al tocar con un bolígrafo de contacto el extremo del cable conectado a la fuente, el circuito se cerró instantáneamente y la corriente fluyó a lo largo de la línea de comunicación hasta el aparato receptor, lo que provocó que la sección de papel se coloreara. Habiendo hecho la siguiente oscilación, los péndulos fueron atraídos por electroimanes y se detuvieron brevemente. Durante este tiempo, las placas de sellado de metal con la ayuda de un mecanismo de reloj se bajaron una distancia pequeña pero igual para que en la siguiente oscilación del péndulo, la pluma de contacto se moviera a lo largo de los extremos de la siguiente fila de cables. Así, la imagen en relieve presionada contra la placa del aparato transmisor, punto por punto, línea por línea, se convertía en señales elementales que llegaban al punto de recepción a través de una línea de comunicación telegráfica. Aquí, debido a la acción electroquímica de la corriente, la imagen fue revelada en papel húmedo impregnado presionado contra la placa del aparato receptor. Este ingenioso invento ya contenía tres características esenciales de los sistemas de televisión: 1) la descomposición del original completo en elementos separados (puntos), que se transmiten uno por uno en estricta secuencia; 2) exploración progresiva de la imagen; 3) movimiento síncrono de dispositivos de conmutación en las estaciones de transmisión y recepción. Debido a su complejidad y alto precio, el telégrafo copiador no se utilizó en la práctica, pero su diseño fue el primero en resolver el problema de la transmisión eléctrica de una imagen a larga distancia. Un aparato Becuel similar, creado en 1848, tenía un dispositivo más simple. Se utilizó una pintura especial que no conducía la corriente eléctrica para escribir texto o hacer un dibujo en papel de aluminio. Luego, esta lámina se envolvía alrededor de un cilindro, que giraba con la ayuda de un mecanismo de relojería. Un solo contacto deslizante se movía a lo largo del cilindro, conectado por un cable al mismo deslizador del aparato receptor. A medida que el cilindro giraba en la estación de salida, el deslizador tocaba las superficies de aluminio expuestas y aisladas. Dependiendo de esto, había o no había corriente eléctrica en el circuito, a la que reaccionaba el papel tratado químicamente, colocado sobre el cilindro en el receptor. Una nueva era en la historia de la televisión comenzó tras el descubrimiento del efecto fotoeléctrico. En primer lugar, se utilizó el efecto fotoeléctrico interno, cuya esencia era que algunos semiconductores, cuando se iluminaban, cambiaban significativamente su resistencia eléctrica. El primero en notar esta interesante habilidad de los semiconductores fue el inglés Smith. En 1873, informó sobre sus experimentos con selenio cristalino (descubierto en 1817 por el químico sueco Berzelius). En estos experimentos, se colocaron tiras de selenio en tubos de vidrio sellados con entradas de platino. Los tubos se colocaron en una caja hermética a la luz con tapa. En la oscuridad, la resistencia de las tiras de selenio era bastante alta y se mantuvo muy estable, pero tan pronto como se retiró la tapa de la caja, la conductividad aumentó entre un 15 y un 100 %. Un simple movimiento de la mano sobre los tubos aumentó la resistencia del selenio en un 15-20%. (La explicación de este interesante fenómeno se encontró mucho más tarde, cuando se creó la teoría cuántica de la luz.
La capacidad de una sustancia para conducir o no la corriente, como sabemos, depende de si contiene partículas cargadas libres. En el estado normal, no hay tales partículas cargadas en un cristal de selenio. Pero cuando se iluminan, los fotones de luz eliminan algunos de los electrones de los átomos de selenio. Estos electrones se mueven libremente entre los nodos de la red cristalina semiconductora de la misma manera que los electrones en un metal. Así, el semiconductor adquiere las propiedades de un conductor y su resistencia se reduce significativamente.) El descubrimiento de Smith pronto se volvió ampliamente utilizado en los sistemas de televisión. Se sabe que cada objeto se vuelve visible solo si está iluminado o si es una fuente de luz. Las áreas claras u oscuras del objeto observado o su imagen difieren entre sí por la diferente intensidad de la luz reflejada o emitida por ellas. La televisión se basa simplemente en el hecho de que cada objeto (si no se tiene en cuenta su color) puede considerarse como una combinación de un gran número de puntos más o menos claros y oscuros. Desde cada uno de estos puntos al observador hay un flujo de luz de diferente intensidad: desde los puntos claros es más fuerte, desde los puntos oscuros es débil. Por lo tanto, si fuera posible crear un dispositivo tal que en la estación transmisora convirtiera las señales de luz de la imagen que cae sobre ella en los correspondientes impulsos eléctricos de diferentes intensidades, y en la estación receptora nuevamente convirtiera estos impulsos en señales de luz de diferentes intensidades , entonces generalmente se permitiría el problema de transmitir una imagen a distancia. Después del descubrimiento del efecto fotoeléctrico interno, se hizo evidente que una placa de selenio podría servir como dispositivo de conversión. En 1878, el profesor portugués de física Adriano de Paiva en una de las revistas científicas esbozó la idea de un nuevo dispositivo para transmitir imágenes a través de cables. El transmisor de De Paiva era una cámara oscura, en la parte posterior de la cual se montó una gran placa de selenio. Diferentes secciones de esta placa tenían que cambiar su resistencia de diferentes maneras dependiendo de la iluminación. Sin embargo, de Paiva admitió que no sabía cómo realizar la acción opuesta: hacer brillar la pantalla en la estación receptora. En 1880, Paiva publicó el folleto "Telescopio eléctrico", el primer libro de la historia dedicado específicamente a la televisión. Aquí se ha dado un mayor desarrollo de la idea expuesta dos años antes. Entonces, la imagen transmitida se proyectó ópticamente sobre una placa de muchos elementos de selenio. La corriente de la batería se aplicó a un contacto de metal, que se movió rápidamente a través de la placa. Si un segmento estaba brillantemente iluminado, su resistencia era pequeña y la corriente de él resultó ser más fuerte que la que se tomó de un segmento mal iluminado. Como resultado, se transmitieron señales eléctricas de diferentes intensidades a través de los cables. En el dispositivo receptor, el movimiento de este contacto se repetía sincrónicamente por una bombilla eléctrica que se movía detrás de un vidrio esmerilado, que ardía brillante o tenuemente dependiendo de la fuerza del pulso actual (es decir, de la iluminación de cada segmento del selenio). lámina). Según de Paiva, si fuera posible obtener un movimiento suficientemente rápido del contacto y la bombilla, entonces el espectador, mirando el vidrio esmerilado, debería haber creado una representación visual del objeto proyectado. Cómo lograr esto, de Paiva no lo sabía. Sin embargo, para su época era una idea muy interesante. En 1881, el abogado francés Constantine Senlek en el folleto "Telescopio" describió el diseño de un dispositivo de televisión, que consta de dos paneles, transmisor y receptor, y de la misma cantidad de bombillas de descarga. La imagen se proyectó sobre una matriz transmisora de muchos elementos de selenio, como resultado de lo cual se tomó una corriente de cierta magnitud de cada una de las celdas, dependiendo de su iluminación. En las estaciones de transmisión y recepción, había interruptores mecánicos conectados entre sí por un cable eléctrico, que operaban de forma totalmente sincrónica. El interruptor de transmisión se conectó en serie a todas las celdas de la matriz a alta velocidad (como si corriera alrededor de ellas línea por línea) y transmitía corriente desde cada una de ellas al interruptor de recepción. Como resultado, las bombillas en el panel receptor destellaron, además, cada una ardió más o menos intensamente, dependiendo de la cantidad de corriente transmitida. Senleck construyó un modelo de trabajo de su telescopio, pero no pudo transmitir nada excepto unos pocos puntos luminosos. El punto débil de todos los primeros sistemas de televisión era el interruptor mecánico. De hecho, para que la imagen de la imagen que se le transmitió se cree en la retina del ojo del observador, se deben reemplazar alrededor de una docena de instantáneas en la pantalla de la estación receptora en un segundo. Es decir, el barrido de la imagen (el tiempo que lleva eliminar la señal de todas las celdas de la placa de selenio transmisora) debería haber tomado alrededor de 0 segundos. El barrido con la ayuda de un contacto móvil, inventado por Ben, claramente no era adecuado para este propósito. Se han propuesto varios métodos para superar esta dificultad. Finalmente, en 1884, un joven estudiante alemán, Paul Nipkow, encontró una solución clásica al problema de desenvolver las imágenes transmitidas. La característica principal del dispositivo de Nipkow era un disco hermético a la luz con pequeños agujeros cerca del borde exterior. Las distancias entre los agujeros eran las mismas, sin embargo, cada uno posterior se desplazó al centro del disco por el valor del diámetro del agujero.
La transferencia de la imagen se iba a realizar de la siguiente manera. La lente proyectaba una imagen real reducida del objeto en el disco. Se colocó una placa de selenio en el otro lado del disco. El disco fue impulsado por un motor eléctrico en una rotación muy rápida. Al mismo tiempo, en cada momento, la luz golpeaba el elemento solo a través de un orificio, que se movía a lo largo de una línea arqueada. En primer lugar, entre la imagen y la placa fotosensible pasaba un orificio superior, a través del cual sólo se proyectaba sucesivamente sobre la fotocélula el borde superior de la imagen. Cuando este agujero sobrepasó el marco de la imagen, otro, ubicado un poco más abajo, se movió desde el otro borde del marco y proyectó la siguiente tira (o, como comenzaron a decir más tarde, "línea") de la imagen en la fotocélula. Así, en una revolución del disco, todas las secciones de la imagen pasaban por turno frente a la fotocélula. (Este proceso, llamado "barrido progresivo", es uno de los procesos centrales en el sistema de televisión. El "Disco Nipkow" fue el primer dispositivo simple que permitió llevar a cabo tal exploración. Durante los siguientes cincuenta años, fue una parte integral de muchos dispositivos de televisión). Además, las señales de cada celda de la fotocélula se transmitían secuencialmente a través del cable a la estación receptora. Aquí, esta corriente se suministró a una lámpara de neón que, en consecuencia, ardió con más o menos intensidad, según la intensidad de la corriente transmitida. Entre el observador y la lámpara se colocó el mismo disco perforado que en la estación transmisora, que giraba con ella en estricta sincronía. En cada momento del tiempo, el espectador podía observar líneas luminosas, el brillo de los elementos de los cuales era proporcional al brillo de los mismos elementos en el disco transmisor. En general, el dispositivo de Nipkow ya contenía todos los componentes principales de la llamada televisión "mecánica". Los primeros inventores de la televisión intentaron enviar señales eléctricas a través de cables, pero tan pronto como la radio comenzó a desarrollarse, surgió la idea de que estas señales podrían transmitirse mediante ondas electromagnéticas. Esta idea fue propuesta por primera vez por el estudiante de secundaria polaco de 15 años Mieczyslaw Wolfke, quien en 1898 presentó una solicitud de patente para el primer dispositivo de televisión sin cables. El transmisor de Wolfke era el mismo que el de Nipkow, solo que las señales de la celda fotoeléctrica se transmitían aquí al devanado primario del transformador, cuyo devanado secundario estaba conectado a un vibrador Hertz, que emitía ondas electromagnéticas. En el receptor, se aplicó corriente a una lámpara de neón y la imagen se proyectó de la misma manera que la de Nipkow. A pesar de la resolución exitosa del problema de escaneo, ni Nipkow ni sus seguidores pudieron transferir las imágenes. Las fotocélulas simples, que convertían el brillo del punto transmitido en una señal eléctrica, daban pulsos de corriente muy débiles, que se perdían en una línea de comunicación más o menos extensa. Aunque los inventores individuales pudieron construir dispositivos de trabajo y transmitir imágenes elementales con su ayuda, los medios técnicos a su disposición no les permitieron realizar experimentos fuera del laboratorio. El principal obstáculo para un mayor desarrollo de la televisión fue la falta de un elemento esencial de comunicación: un amplificador de señal. No fue hasta la invención del tubo de vacío que se superó este obstáculo. El desarrollo de la televisión también se vio facilitado por nuevos descubrimientos en el campo del efecto fotoeléctrico. En 1888, el físico ruso Ulyanin descubrió un fenómeno interesante: en la interfaz metal-selenio, cuando se iluminaba con la luz de una fuente, comenzaba a generarse una corriente eléctrica. Ulyanin se apresuró a utilizar esta propiedad e hizo la primera fotocélula de selenio con una fina película de oro, que producía una corriente débil en la luz. (Este efecto ahora se usa ampliamente en tecnología, por ejemplo, en baterías solares). Recuerde que antes de eso, solo se conocía una manifestación de las propiedades sensibles a la luz del selenio: un cambio en la resistencia. Por lo tanto, fue necesario incluir una fuente de alimentación en el circuito de la fotocélula de selenio: una batería externa. Ahora la necesidad de esto ha desaparecido. Los primeros sistemas prácticos de televisión se crearon solo en el siglo XX. En 1923, Charles Jenkins transmitió una imagen fija por radio desde Washington a Filadelfia y Boston, y en 1925 pudo transmitir imágenes de figuras en movimiento. Jenkins usó un disco Nipkow para escanear y un amplificador de tubo de vacío para amplificar la señal de video. El receptor utilizó una lámpara de neón, que el espectador miró a través de los agujeros de otro disco Nipkow y vio puntos de diferente brillo, ubicados exactamente en el mismo orden que en la imagen transmitida. Para ello, el disco receptor giraba a la misma velocidad que el disco transmisor, dando 12,5 revoluciones por segundo (es decir, 12 fotogramas cambiados frente al espectador en un segundo, velocidad suficiente para transmitir movimiento). Posteriormente, la velocidad se incrementó a 5 fotogramas por segundo. También se lograron resultados exitosos en Inglaterra. En 25, el escocés John Baird fundó la primera compañía de televisión por acciones en Europa e inició transmisiones experimentales a través de una estación de radio ubicada en Londres. Su propia empresa puso en marcha la producción de los primeros televisores mecánicos. La imagen en ellos fue desarrollada en 1928 líneas. El público en general estaba inicialmente entusiasmado con el nuevo invento. Los espectadores incluso toleraron el hecho de que la imagen en sus televisores a menudo resultaba ser oscura, borrosa y borrosa. Sin embargo, con los años el entusiasmo ha disminuido. Resultó que generalmente es imposible obtener una imagen buena y clara en la televisión mecánica. (Se estima que para esto el disco Nipkow debe tener un escaneo de 600 líneas con un diámetro de orificio de aproximadamente 0 mm. En este caso, el diámetro del disco en sí alcanzará los 1 m. Al girar a la velocidad requerida, lo hará inevitablemente se dispersan bajo la acción de las fuerzas centrífugas.) Aunque en muchas ciudades grandes (incluidas Moscú y Leningrado) tenían sus propios estudios de televisión, y decenas de miles de personas tenían televisores en casa, la televisión mecánica no se usó mucho y eventualmente dio paso a la electrónica. televisión en todas partes, que ahora se discutirá. La era de la televisión electrónica comenzó con la invención del tubo de rayos catódicos. El prototipo del tubo de electrones fue una lámpara de descarga de gas, inventada en 1856 por el soplador de vidrio alemán Geisler, quien aprendió a fusionar electrodos de platino en una bombilla de vidrio y creó los primeros tubos llenos de gas. Ahora las lámparas de descarga de gas están muy extendidas por todas partes, y su dispositivo es bien conocido: se colocan dos electrodos a ambos lados de un tubo de vidrio lleno de algún tipo de gas. Cuando se aplica voltaje a estos electrodos desde una fuente de corriente fuerte, se crea un campo eléctrico entre ellos. En este campo, las moléculas de gas se ionizan (pierden sus electrones) y se convierten en partículas cargadas. Como resultado, se produce una descarga eléctrica a través del tubo, bajo cuya influencia el gas comienza a brillar intensamente. Este fenómeno interesó de inmediato a muchos científicos. Entre ellos estaba el profesor de Bonn Plücker, para quien Geisler fabricó especialmente tubos sellados con varias mezclas de gases. En 1858, Plücker notó que cuando pasaba una corriente eléctrica, el vidrio cerca del cátodo brillaba de una manera especial, no como el resto de la lámpara. Habiendo estudiado este efecto, Plücker llegó a la conclusión de que algún tipo de radiación surge cerca del cátodo durante una descarga eléctrica, a la que llamó "cátodo". En 1869, el físico alemán Gittorf descubrió que los rayos catódicos pueden ser desviados por un campo magnético. En 1879, el físico inglés William Crookes realizó un estudio fundamental de los rayos catódicos y llegó a la conclusión de que una corriente de algunas partículas se emite desde la superficie del cátodo cuando se calienta. (En 1897, el físico inglés Thomson demostró que los rayos catódicos son una corriente de partículas cargadas: electrones). Para sus experimentos, Crookes creó un tubo especial, que fue el primer tubo de rayos catódicos de la historia.
Por cierto, Crookes descubrió que ciertas sustancias (llamadas fósforos) comienzan a brillar cuando son bombardeadas con rayos catódicos. En 1894, Lenard encontró que la luminiscencia de los fósforos es más fuerte cuanto más fuerte es la corriente del cátodo. En 1895, un profesor de la Universidad de Estrasburgo, Karl Brown, basándose en el tubo de Crookes, creó un tubo de osciloscopio de cátodo (electrónico) diseñado para estudiar varias corrientes eléctricas.
En el tubo de Brown, el cátodo estaba cubierto con un diafragma, una pantalla con un pequeño orificio, como resultado de lo cual no se emitía un haz ancho desde el cátodo, como en los experimentos de Crookes, sino un haz estrecho. Se colocó una bobina fuera del matraz de vidrio, a la que se le aplicó la corriente en estudio. Esta corriente, al atravesar la bobina, creaba un campo magnético alterno a su alrededor, que desviaba el rayo catódico en el plano vertical. Una placa de vidrio recubierta por el lado del cátodo con un fósforo servía de pantalla. El haz atravesó el diafragma y creó un pequeño punto luminoso en la pantalla. Bajo la acción de un campo magnético deflector, el haz comenzó a oscilar y dibujó una línea vertical en la pantalla, que marcaba los valores máximo y mínimo de la corriente en estudio. Con la ayuda de un espejo, esta línea luminosa fue proyectada sobre una pantalla externa. Algo más tarde, en 1902, el científico ruso Petrovsky mejoró el tubo de Brown proponiendo utilizar una segunda bobina para desviar el haz de electrones también en el plano horizontal. Ahora, dando las señales apropiadas, era posible hacer que el haz recorriera toda la pantalla. En 1903, el físico alemán Wenelt hizo otra mejora: introdujo un electrodo cilíndrico cargado negativamente en el tubo. Al cambiar la fuerza de la carga en este electrodo, era posible aumentar o disminuir el flujo de electrones desde el cátodo, haciendo que el punto en la pantalla fuera más brillante o más tenue. En 1907, Leonid Mandelstam propuso utilizar dos sistemas de placas deflectoras a las que se les aplicaba un voltaje de diente de sierra para controlar el haz en el tubo Brown. Gracias a esto, el haz de electrones comenzó a dibujar en la pantalla el llamado ráster: líneas luminosas que se ubicaban una debajo de la otra desde el borde superior de la pantalla hasta el fondo. Ocurrió de la siguiente manera. En el camino del haz de electrones, se colocaron dos placas dispuestas verticalmente en el tubo, a las que, como ya se mencionó, se les aplicó un voltaje de diente de sierra alterno, creado por un generador especial. Cuando este voltaje era igual a 0, el haz de electrones ocupaba alguna posición inicial en la pantalla. Luego, después de que la placa positiva comenzó a cargarse a cierta velocidad, los electrones se desviaron hacia ella y el extremo del haz se movió a través de la pantalla. Este movimiento continuó hasta que el voltaje de la placa positiva alcanzó su máximo. Después de eso, el voltaje disminuyó rápidamente y el haz de electrones volvió rápidamente a su posición original. Entonces todo se repitió desde el principio. Al mismo tiempo, el rayo osciló en el plano vertical. El segundo par de placas estaba destinado a la desviación vertical. Es fácil ver que si la frecuencia de la tensión de diente de sierra aplicada a las placas verticales era 10 veces mayor que la aplicada a las horizontales, entonces en el tiempo correspondiente a un cuadro, el haz lograba formar 10 líneas. En lugar de un campo eléctrico alterno, era posible utilizar un campo magnético alterno creado por dos bobinas. Todos estos descubrimientos e inventos sentaron las bases fundamentales de la televisión electrónica. El primero en proponer el uso de un tubo de rayos catódicos para la transmisión de televisión fue el físico ruso Boris Rosing. En 1907, recibió una patente para un método de transmisión eléctrica de imágenes a distancia.
Para el escaneo progresivo de la imagen, Rosing usó dos tambores de espejos, que eran prismas poliédricos con espejos planos. Cada espejo estaba ligeramente inclinado con respecto al eje del prisma, y el ángulo de inclinación aumentaba uniformemente de espejo a espejo. Cuando los tambores giraban, los rayos de luz provenientes de diferentes elementos de la imagen transmitida se reflejaban secuencialmente en las caras de los espejos y alternativamente (línea por línea) caían sobre la fotocélula. La corriente de la fotocélula se transfirió a las placas del condensador. Según la magnitud de la corriente suministrada, pasaba entre ellos un mayor o menor número de electrones, lo que permitía cambiar el brillo de la iluminación de los puntos correspondientes de la pantalla luminiscente. (El campo eléctrico dentro del capacitor, cuando el voltaje de la señal cambió, desvió el haz verticalmente, como resultado de lo cual cambió la cantidad de electrones que golpean la pantalla a través del orificio en el diafragma).
Por lo tanto, el tubo reemplazó a la vez dos nodos de los sistemas mecánicos anteriores del dispositivo esparcidor (por ejemplo, el disco Nipkow) y una fuente de luz (por ejemplo, una lámpara de gas). Dos bobinas perpendiculares entre sí controlaban el movimiento del rayo de tal manera que dibujó una trama (comenzó a moverse desde la esquina superior izquierda de la pantalla y terminó en la esquina derecha, luego regresó rápidamente al borde izquierdo, bajó un poco y escaneé la segunda línea). El movimiento del haz y la rotación de los tambores de los espejos estaban estrictamente sincronizados entre sí, de modo que el paso de cada cara proyectada por la fotocélula correspondía al paso de una línea del haz de proyección. El rayo tardó alrededor de 0 segundos en atravesar toda la pantalla. Debido a esto, el patrón del haz fue percibido por el ojo como una imagen integral. Después de largos y persistentes experimentos con su aparato imperfecto, Rosing logró obtener la primera imagen, una rejilla brillantemente iluminada, en la pantalla de su receptor. Esta imagen constaba de cuatro franjas. Cuando se cerró uno de los agujeros de la celosía, la tira correspondiente en la pantalla desapareció. El televisor podía transmitir la imagen de formas geométricas simples, así como el movimiento de la mano. Los mensajes sobre el invento de Rosing se publicaron en revistas técnicas de los Estados Unidos, Japón y Alemania y tuvieron una gran influencia en el desarrollo posterior de la televisión. Aunque a Rosing se le acredita como el fundador de la televisión electrónica, su sistema de televisión aún no era completamente electrónico: la filmación y la transmisión de imágenes se realizaban mediante un dispositivo mecánico: tambores de espejo. Solo el tubo receptor era electrónico en su sistema, en cuyo dispositivo ya se pueden ver muchas características de un televisor en blanco y negro. El siguiente paso fue crear un tubo transmisor de rayos catódicos, cuyo funcionamiento se basa en un efecto fotoeléctrico externo. El efecto fotoeléctrico externo fue descubierto en 1887 por Heinrich Hertz y estudiado en profundidad al año siguiente por el físico ruso Alexander Stoletov. La esencia de este fenómeno radica en el hecho de que, bajo la acción de la luz, los electrones son eliminados de la superficie de una placa cargada. Los electrones expulsados forman una nube que es atraída por el electrodo positivo, formando una corriente eléctrica en el vacío o gas enrarecido. Este principio se basa en el trabajo de una fotocélula, creada en 1906 por el científico alemán Dember. El cátodo y el ánodo se colocan en un matraz de vidrio del que se bombea el aire. K - cátodo recubierto con una sustancia fotosensible (preferiblemente cesio); A - el ánodo, que es una malla metálica y no interfiere con el paso de la luz al ánodo; C - fuente de luz; E - batería. La luz que cae sobre el fotocátodo de la fotocélula libera electrones que se precipitan hacia el ánodo cargado positivamente. Disminuir o aumentar la iluminación del fotocátodo aumenta o disminuye la corriente en su circuito en consecuencia. En 1911, el ingeniero inglés Alain Swinton propuso un proyecto para un dispositivo de televisión en el que se utilizaba un tubo de rayos catódicos no solo como receptor, sino también como transmisor. En el corazón del tubo de Swinton transmisor hay un tubo de Crookes, al cátodo al cual se le aplicó un voltaje negativo de 100000 voltios en relación con el ánodo. Un estrecho haz de electrones pasó a través del agujero en el ánodo C y golpeó la pantalla I, describiendo una trama en ella con la ayuda de las bobinas de desviación E. La pantalla consistía en cubos de metal de rubidio en miniatura aislados entre sí. En el lado opuesto, se proyectó una imagen a través de la rejilla L y el compartimiento con vapor de sodio sobre la pantalla I. La luz de cada uno de sus puntos cayó sobre un cubo de rubidio separado de la pantalla, que actuó como una fotocélula independiente y extrajo electrones de su superficie. De acuerdo con las leyes del efecto fotoeléctrico externo, estos electrones eran tanto mayores cuanto más intensa resultaba la acción de la luz.
Siempre que no se aplicara voltaje al cubo, los electrones expulsados estarían cerca de la pantalla. Pero cuando el haz de electrones, que recorrió todos los cubos uno tras otro, golpeó uno de ellos, recibió una carga negativa. Luego, los electrones eliminados por la luz de la superficie del cubo se precipitaron hacia la rejilla L, que, en consecuencia, en cada momento tenía una carga correspondiente a algún punto de la pantalla. Esta carga se eliminó de la red y luego se transmitió como una señal de video a un tubo receptor, cuyo dispositivo se basó en los mismos principios que el de Rosing. El haz de electrones del tubo receptor estaba sincronizado con el haz del tubo transmisor, y su intensidad en cada punto dependía directamente de la intensidad de la señal de vídeo que se enviaba. Swinton no creó una instalación de televisión práctica, pero en su proyecto ya vemos esos elementos básicos que luego entraron en el diseño de todas las generaciones posteriores de tubos transmisores: un mosaico de doble cara de muchas fotocélulas individuales con un efecto fotoeléctrico externo, un colector en forma de rejilla L y bobinas deflectoras E. El siguiente paso en el desarrollo de la televisión se dio solo en los años 20. En 1923, Vladimir Zworykin (en sus años de estudiante, Zworykin fue uno de los alumnos de Rosing y lo ayudó activamente en la creación de la primera televisión; en 1917 emigró a los Estados Unidos, donde trabajó hasta su muerte) patentó un sistema de televisión completamente electrónico con un tubo de haz electrónico transmisor y receptor.
En el tubo transmisor, Zworykin usó un objetivo de doble cara de tres capas. El tubo constaba de una placa de señal 4: una película delgada de aluminio (transparente a los electrones), recubierta por un lado con un dieléctrico de óxido de aluminio 3, sobre la cual se depositó una capa sensible a la luz 2, que tiene un efecto fotoeléctrico externo. Junto a esta capa se instaló la rejilla 1. Se aplicó un voltaje positivo (en relación con la rejilla) a la película de aluminio. La imagen se proyectó sobre esta capa a través de la rejilla 1. En el otro lado de la película de aluminio, el haz de electrones 5 del proyector de electrones 6 creó una trama. La señal se tomó de la carga RN en el circuito de red. El mosaico del tubo de transmisión contenía muchas fotocélulas individuales. Este tubo tampoco se convirtió en un modelo de trabajo, pero en 1929 Zworykin desarrolló un tubo de rayos catódicos receptor de alto vacío, al que llamó cinescopio, que luego se usó en los primeros televisores. Así, el tubo receptor de rayos catódicos ya se creó a principios de la década de 30. Con los tubos de transmisión, la situación era más complicada. Todos los tubos electrónicos propuestos por los inventores a fines de los años 20 tenían un inconveniente importante: tenían una sensibilidad a la luz muy baja. La señal de video tomada de ellos era tan débil que no podía proporcionar no solo una imagen buena, sino también satisfactoria. La baja fotosensibilidad se explica correctamente por el uso ineficiente del flujo de luz. De hecho, suponga que una placa de mosaico fotosensible se divide en 10 mil celdas y el haz de electrones las rodea todas en 0 s. Esto significa que cuando se descargó la imagen transmitida, la luz actuó sobre cada fotocélula individual durante sólo 1/1 de segundo. Si fuera posible utilizar la energía del flujo de luz, que se desperdició inútilmente durante los 100000/99999 segundos restantes, la sensibilidad del sistema de televisión tendría que aumentar significativamente. Uno de los primeros en intentar solucionar este problema fue el ingeniero estadounidense Charles Jenkins, ya conocido por nosotros. En 1928, propuso un dispositivo para acumular carga en un tubo de televisión. La esencia de la idea de Jenkins era que a cada fotocélula del panel fotosensible se conectaba un condensador C. La luz caía sobre la fotocélula y la corriente resultante cargaba el condensador durante todo el tiempo que se transmitía la imagen. Luego, con la ayuda de un conmutador, los capacitores se descargaban alternativamente a través de la carga RN, de la cual se tomaba la señal, es decir, Jenkins pretendía utilizar la corriente de descarga como señal de video. La idea de Jenkins fue muy fructífera, pero necesitaba más refinamiento. En primer lugar, tuve que pensar dónde y cómo colocar decenas, o incluso cientos de miles de pequeños condensadores (después de todo, cada celda individual de la pantalla tenía que tener su propio condensador), luego fue necesario crear un interruptor que pudiera descargar todos estos condensadores con la velocidad y el sincronismo necesarios. Ningún dispositivo mecánico podría hacer frente a esta tarea. Por lo tanto, el papel del interruptor comenzó a confiarse al mismo haz de electrones. Durante los siguientes cinco años, se propusieron en diferentes países varias variantes de tubos transmisores que utilizan el principio de acumulación de carga, pero todos estos proyectos no se implementaron. Vladimir Zworykin tuvo la suerte de superar con éxito numerosos obstáculos. En 1933, en una convención de la Sociedad de Ingenieros de Radio en Chicago, anunció que su esfuerzo de una década para construir un tubo de televisión que funcionara había sido un éxito total. Zworykin comenzó este trabajo en el laboratorio de Westinghouse y lo completó en Radio Corporation of America, donde tenía a su disposición un laboratorio bien equipado y un gran grupo de ingenieros experimentados. Después de muchos experimentos, Zworykin, con la ayuda del químico Izig, encontró un método muy simple para fabricar un objetivo sensible a la luz de mosaico con condensadores de almacenamiento. Ocurrió de la siguiente manera. Se tomó una placa de mica de 10 por 10 cm y se le aplicó una fina capa de plata en uno de sus lados. Después de eso, la placa se colocó en un horno. Una fina capa de plata, cuando se calienta, adquiere la capacidad de enrollarse en gránulos. Así, se formaron varios millones de gránulos aislados unos de otros sobre una placa de mica. Luego, se aplicó cesio sobre la capa de plata que, al igual que el selenio, tenía una mayor sensibilidad a la luz. En el lado opuesto, la placa de mica se cubrió con una capa continua de metal. Esta capa, por así decirlo, sirvió como una segunda placa de condensador en relación con los gránulos de plata con una capa de cesio sensible a la luz. Como resultado, cada una de las millones de fotocélulas en miniatura sirvió al mismo tiempo como un condensador en miniatura. Este tubo Zworykin le dio el nombre de iconoscopio.
El trabajo del iconoscopio procedió de la siguiente manera. El cilindro esférico de vidrio se suministró con un proceso cilíndrico en forma de cigarro, en el que se colocó un reflector electrónico. La bola contenía un objetivo montado oblicuamente al eje del proceso. Este blanco, como ya se mencionó, consistía en una placa de mica, en un lado de la cual se depositaba una capa de señal metálica, y en el otro, un mosaico fotosensible compuesto por muchas fotocélulas aisladas entre sí (5). Parte de la superficie del tubo de la bola de vidrio se hizo plana, paralela al objetivo. Se proyectó una imagen sobre el mosaico a través de él, de modo que el eje del objetivo fuera perpendicular al plano del objetivo (esto excluía cualquier distorsión). Junto al mosaico, se colocó una rejilla (1) frente a la capa fotosensible, sobre la cual se aplicó una carga positiva relativa al ánodo (3) (el ánodo se puso a tierra y se creó un gran potencial negativo en el cátodo térmico). (4). El haz de electrones (2) atravesó la rejilla y creó una trama en el mosaico. La señal se tomó de la placa de señales (6) y se aplicó a la resistencia RN, y luego a la lámpara amplificadora (7). El haz de electrones, atravesando el fotomosaico, descargó sucesivamente todas sus secciones. Como resultado, se generaron impulsos eléctricos (señales de video) que fueron proporcionales a la iluminación de las áreas del mosaico. Estos pulsos fueron amplificados y alimentados a un transmisor de radio. En el futuro, el iconoscopio se mejoró significativamente. La bola fue reemplazada por un cilindro con una rama para un reflector electrónico. En lugar de una rejilla que distorsionaba la señal, se empezó a utilizar un colector (8) en forma de anillo metálico. Los fotoelectrones emitidos por el mosaico se recogieron en la superficie interior del cilindro. El objetivo consistía en un mosaico de fotocélulas: una capa fotosensible (2), una placa dieléctrica de mica (3) y una película de metal como placa de señal (4). El iconoscopio fue el último eslabón de la cadena de inventos que condujo a la creación de la televisión electrónica. Pero debido a la depresión que entonces se apoderó de los Estados Unidos, la red de televisión aquí tomó forma solo unos años después. Mientras tanto, en 1934, un grupo de ingenieros soviéticos dirigido por Boris Krusser también creó un iconoscopio. En Inglaterra, la transmisión de televisión en equipos desarrollados por Marconi y EMI comenzó en 1936. Ese mismo año, la emisora NBC comenzó transmisiones de televisión regulares en la ciudad de Nueva York. La transmisión de televisión comenzó en Alemania y la URSS en 1938.
En diciembre de 1936, el laboratorio de RCA demostró el primer televisor apto para uso práctico. En abril de 1939, RCA presentó el primer televisor para la venta general. Se mostró en la Feria Mundial de Nueva York. Este televisor se produjo en cuatro versiones: tres consolas y una de escritorio, que tenía una pantalla de 5 pulgadas y se conocía como RCA TT-5. Todos los modelos se alojaron en gabinetes de nogal hechos a mano. Autor: Ryzhov K.V.
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