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HISTÓRIA DA TECNOLOGIA, TECNOLOGIA, OBJETOS AO REDOR DE NÓS
TELEVISÃO. História da invenção e produção
Diretório / A história da tecnologia, tecnologia, objetos ao nosso redor A televisão é um conjunto de dispositivos para transmitir uma imagem em movimento e som à distância. Na vida cotidiana, também é usado para se referir a organizações envolvidas na produção e distribuição de programas de televisão. A par da radiodifusão, é o meio mais massivo de divulgação de informação (política, cultural, científica, educativa ou educativa), bem como um dos principais meios de comunicação.
A televisão é, talvez, uma das invenções mais marcantes do século XX e, junto com o automóvel, o avião, o computador, o reator nuclear, merece o direito aos epítetos "maior", "mais importante", "maravilhoso" e "incrível". ". Ele agora penetrou tão profundamente em todas as esferas de nossa existência, está tão intimamente ligado à vida de cada pessoa, que sem uma tela de televisão já é impossível imaginar a tecnologia moderna ou a civilização moderna. Como qualquer criação técnica complexa, a televisão surgiu e se desenvolveu em um sistema perfeito graças aos esforços de muitos, muitos inventores. Em um capítulo curto, é claro, é difícil falar sobre todos que, de uma forma ou de outra, colocaram suas mãos e mentes na criação da tecnologia da televisão. Portanto, focaremos apenas nos momentos mais importantes e significativos da história de sua ocorrência. O telégrafo copiador de Alexander Behn, pelo qual recebeu uma patente em 1843, deve ser considerado um precursor da televisão. A base dos dispositivos de envio e recebimento aqui eram placas de metal de cera dispostas de maneira especial. Para fazê-los, Ben pegou fio isolado, cortou-o em pedaços de 2 cm de comprimento e os enfiou firmemente em uma moldura retangular de modo que os segmentos de fio ficassem paralelos entre si e suas extremidades estivessem localizadas em dois planos. Em seguida, ele encheu a moldura com lacre líquido, resfriou e poliu em ambos os lados até obter superfícies dielétricas lisas com inclusões metálicas.
O aparelho de Ben era adequado para transferir imagens de placas de metal ou de tipos de metal. Se um clichê de metal ou tipo tipográfico fosse pressionado contra um dos lados da placa de metal-cera do dispositivo transmissor, alguns dos fios eram eletricamente fechados entre si e recebiam contato com a seção do circuito fornecida ao tipo e ao fonte atual. Este contato também passou para as extremidades dos mesmos fios do lado oposto da placa. Ao mesmo tempo, uma folha de papel molhado, previamente impregnada com sais de potássio e sódio, foi aplicada a uma placa semelhante do aparelho receptor, que foi capaz de mudar de cor sob a ação de uma corrente elétrica. O funcionamento do dispositivo consistia no fato de que, ao mesmo tempo, nas estações de transmissão e recepção, eles acionavam pêndulos com penas de contato fixadas neles, que deslizavam ao longo da superfície polida de ambas as placas (nas extremidades de transmissão e recepção). Agora considere o que aconteceu na linha telegráfica em várias posições da caneta de contato. Quando a caneta deslizava sobre a parte de cera dielétrica da placa e sobre as inclusões metálicas que não tinham contato com as saliências dos clichês ou letras da fonte, o circuito permanecia aberto e nenhuma corrente era fornecida à linha da bateria . Tocar com uma caneta de contato na ponta do fio conectado à fonte, fechava instantaneamente o circuito, e a corrente fluía pela linha de comunicação até o aparelho receptor, fazendo com que a seção de papel ficasse colorida. Tendo feito a próxima oscilação, os pêndulos foram atraídos por eletroímãs e pararam brevemente. Durante esse tempo, as placas de metal-cera foram abaixadas por um mecanismo de relógio a uma distância pequena, mas igual, de modo que, com a próxima oscilação do pêndulo, a caneta de contato se moveu ao longo das extremidades da próxima fileira de fios. Assim, a imagem em relevo, pressionada contra a placa do aparelho transmissor, ponto a ponto, linha a linha, era convertida em sinais elementares que chegavam ao ponto receptor por meio de uma linha de comunicação telegráfica. Aqui, devido à ação eletroquímica da corrente, a imagem foi desenvolvida em papel impregnado úmido pressionado contra a placa do aparelho receptor. Esta engenhosa invenção já continha três características essenciais dos sistemas de televisão: 1) a decomposição de todo o original em elementos separados (pontos), que são transmitidos um a um em sequência estrita; 2) varredura progressiva da imagem; 3) movimento síncrono de dispositivos de comutação nas estações de transmissão e recepção. Devido à sua complexidade e alto preço, o telégrafo copiador não foi utilizado na prática, mas seu projeto foi o primeiro a resolver o problema de transmitir eletricamente uma imagem a longa distância. Um aparelho similar de Becuel, criado em 1848, tinha um aparelho mais simples. Uma tinta especial que não conduzia corrente elétrica era usada para escrever um texto ou desenhar uma imagem em uma folha de metal. Em seguida, essa folha foi enrolada em um cilindro, que girava com a ajuda de um relógio. Um único contato deslizante se movia ao longo do cilindro, conectado por um fio ao mesmo deslizador do aparelho receptor. À medida que o cilindro girava na estação de partida, o controle deslizante tocava as superfícies expostas e isoladas da folha. Dependendo disso, havia ou não corrente elétrica no circuito, à qual o papel quimicamente tratado, colocado no cilindro do receptor, reagia. Uma nova era na história da televisão começou após a descoberta do efeito fotoelétrico. Em primeiro lugar, foi usado o efeito fotoelétrico interno, cuja essência era que alguns semicondutores, quando iluminados, alteravam significativamente sua resistência elétrica. O primeiro a notar essa interessante habilidade dos semicondutores foi o inglês Smith. Em 1873, ele relatou seus experimentos com selênio cristalino (descoberto em 1817 pelo químico sueco Berzelius). Nesses experimentos, tiras de selênio foram colocadas em tubos de vidro selados com entradas de platina. Os tubos foram colocados em uma caixa à prova de luz com tampa. No escuro, a resistência das tiras de selênio era bastante alta e permaneceu muito estável, mas assim que a tampa da caixa foi removida, a condutividade aumentou em 15-100%. Um simples movimento da mão sobre os tubos aumentou a resistência do selênio em 15-20%. (A explicação para esse fenômeno interessante foi encontrada muito mais tarde, quando a teoria quântica da luz foi criada.
A capacidade de uma substância de conduzir ou não a corrente, como sabemos, depende se ela contém partículas carregadas livres. No estado normal, não existem tais partículas carregadas em um cristal de selênio. Mas quando iluminados, os fótons de luz eliminam alguns dos elétrons dos átomos de selênio. Esses elétrons se movem livremente entre os nós da rede cristalina semicondutora da mesma forma que os elétrons em um metal. Assim, o semicondutor adquire as propriedades de um condutor e sua resistência é significativamente reduzida.) A descoberta de Smith logo se tornou amplamente utilizada em sistemas de televisão. Sabe-se que cada objeto só se torna visível se for iluminado ou se for uma fonte de luz. As áreas claras ou escuras do objeto observado ou de sua imagem diferem umas das outras por diferentes intensidades de luz refletidas ou emitidas por elas. A televisão baseia-se apenas no fato de que cada objeto (se você não levar em consideração sua cor) pode ser considerado uma combinação de um grande número de pontos mais ou menos claros e escuros. De cada um desses pontos para o observador há um fluxo de luz de intensidade diferente - dos pontos claros é mais forte, dos pontos escuros é fraco. Portanto, se fosse possível criar um dispositivo que na estação transmissora convertesse os sinais de luz da imagem que incide sobre ela nos impulsos elétricos correspondentes de diferentes intensidades, e na estação receptora transformasse novamente esses impulsos em sinais de luz de diferentes intensidades, então o problema da transmissão de imagens à distância seria geralmente permitido. Após a descoberta do efeito fotoelétrico interno, tornou-se óbvio que uma placa de selênio poderia servir como um dispositivo de conversão. Em 1878, o professor de física português Adriano de Paiva esboçou a ideia de um novo dispositivo para transmissão de imagens por fios em uma das revistas científicas. O transmissor de De Paiva era uma câmera escura, na parte de trás da qual estava montada uma grande placa de selênio. Diferentes seções desta placa tiveram que mudar sua resistência de diferentes maneiras, dependendo da iluminação. No entanto, de Paiva admitiu que não sabia como realizar a ação oposta - fazer a tela da estação receptora brilhar. Em 1880, Paiva publicou o panfleto "Telescópio Elétrico" - o primeiro livro da história dedicado especificamente à televisão. Aqui foi dado um desenvolvimento adicional da idéia apresentada dois anos antes. Assim, a imagem transmitida foi projetada opticamente em uma placa de muitos elementos de selênio. A corrente da bateria foi aplicada a um contato de metal, que se moveu rapidamente pela placa. Se um segmento estava brilhantemente iluminado, sua resistência era pequena e a corrente dele era mais forte do que a que foi tirada de um segmento mal iluminado. Como resultado, sinais elétricos de diferentes intensidades foram transmitidos através dos fios. No dispositivo receptor, o movimento desse contato foi repetido de forma síncrona por uma lâmpada elétrica movendo-se atrás de um vidro fosco, que queimava brilhante ou fracamente, dependendo da força do pulso de corrente (ou seja, da iluminação de cada segmento do selênio prato). Segundo de Paiva, se fosse possível obter um movimento suficientemente rápido do contato e da lâmpada, então o espectador, olhando para o vidro fosco, deveria ter criado uma representação visual do objeto projetado. Como conseguir isso, de Paiva não sabia. No entanto, para a época, era uma ideia muito interessante. Em 1881, o advogado francês Constantine Senlek em sua brochura "Telescope" descreveu o projeto de um dispositivo de televisão, composto por dois painéis - transmitindo e recebendo - e do mesmo número de lâmpadas de descarga de gás. A imagem foi projetada em uma matriz transmissora de muitos elementos de selênio, de modo que uma corrente de certa magnitude foi retirada de cada uma das células, dependendo de sua iluminação. Nas estações de transmissão e recepção, havia interruptores mecânicos conectados entre si por um fio elétrico, que operava de forma totalmente síncrona. A chave transmissora foi conectada em série a todas as células da matriz em alta velocidade (como se estivesse rodando em volta delas linha por linha) e transmitiu corrente de cada uma delas para a chave receptora. Como resultado, as lâmpadas do painel receptor piscavam, além disso, cada uma queimava mais ou menos intensamente, dependendo da quantidade de corrente transmitida. Senleck construiu um modelo funcional de seu telescópio, mas não conseguiu transmitir nada nele, exceto alguns pontos luminosos. O ponto fraco de todos os primeiros sistemas de televisão era o interruptor mecânico. De fato, para que uma imagem da imagem transmitida a ele seja criada na retina do olho do observador, cerca de uma dúzia de instantâneos devem ser substituídos na tela da estação receptora em um segundo. Ou seja, a varredura da imagem (o tempo que leva para remover o sinal de todas as células da placa de selênio transmissora) deve ter levado cerca de 0 segundos. A varredura com a ajuda de um contato móvel, inventada por Ben, claramente não era adequada para esse fim. Vários métodos têm sido propostos para resolver esta dificuldade. Finalmente, em 1884, um jovem estudante alemão, Paul Nipkow, encontrou uma solução clássica para o problema de desembrulhar imagens transmitidas. A principal característica do dispositivo de Nipkow era um disco à prova de luz com pequenos orifícios perto da borda externa. As distâncias entre os furos foram as mesmas, porém, cada furo subsequente foi deslocado para o centro do disco pelo valor do diâmetro do furo.
A transferência da imagem deveria ser realizada da seguinte forma. A lente projetou uma imagem real reduzida do objeto no disco. Uma placa de selênio foi colocada no outro lado do disco. O disco foi acionado por um motor elétrico em uma rotação muito rápida. Ao mesmo tempo, a cada momento, a luz atingia o elemento apenas através de um orifício, que se movia ao longo de uma linha arqueada. Primeiramente, um orifício superior passava entre a imagem e a placa fotossensível, através do qual apenas a borda superior da imagem era projetada sucessivamente na fotocélula. Quando este buraco ultrapassou o quadro da imagem, outro, localizado um pouco mais abaixo, se moveu da outra borda do quadro e projetou a próxima faixa (ou, como começaram a dizer mais tarde, “linha”) da imagem na fotocélula. Assim, em uma revolução do disco, todas as seções da imagem passaram por sua vez na frente da fotocélula. (Esse processo, chamado de "varredura progressiva", é um dos processos centrais do sistema de televisão. O "Nipkow Disk" foi o primeiro dispositivo simples que permitiu que tal verificação fosse realizada. Nos cinquenta anos seguintes, foi parte integrante de muitos aparelhos de televisão.) Além disso, os sinais de cada célula da fotocélula eram transmitidos sequencialmente pelo fio para a estação receptora. Aqui, essa corrente era fornecida a uma lâmpada de néon, que, consequentemente, queimava mais brilhante ou mais fraca, dependendo da intensidade da corrente transmitida. Entre o observador e a lâmpada foi colocado o mesmo disco perfurado da estação transmissora, que girava com ele em estrita sincronia. A cada momento, o espectador podia observar linhas luminosas, cujo brilho dos elementos era proporcional ao brilho dos mesmos elementos no disco transmissor. Em geral, o dispositivo de Nipkow já continha todos os principais componentes da chamada televisão "mecânica". Os primeiros inventores da televisão pretendiam enviar sinais elétricos por fios, mas assim que o rádio começou a se desenvolver, surgiu a ideia de que esses sinais poderiam ser transmitidos por meio de ondas eletromagnéticas. Essa ideia foi apresentada pela primeira vez pelo estudante polonês de 15 anos de idade, Mieczyslaw Wolfke, que em 1898 apresentou um pedido de patente para o primeiro aparelho de televisão sem fios. O transmissor de Wolfke era o mesmo de Nipkow, apenas os sinais da célula fotoelétrica eram transmitidos aqui para o enrolamento primário do transformador, cujo enrolamento secundário era conectado a um vibrador Hertz, que emitia ondas eletromagnéticas. No receptor, a corrente foi aplicada a uma lâmpada de néon, e a imagem foi projetada da mesma forma que a de Nipkow. Apesar da resolução bem-sucedida do problema de digitalização, nem Nipkow nem seus seguidores conseguiram transferir as imagens. Simples fotocélulas, convertendo o brilho do ponto transmitido em sinal elétrico, davam pulsos de corrente muito fracos, que se perdiam em uma linha de comunicação mais ou menos extensa. Embora inventores individuais fossem capazes de construir dispositivos de trabalho e transmitir imagens elementares com sua ajuda, os meios técnicos à sua disposição não permitiam que eles fizessem experimentos fora do laboratório. O principal obstáculo para o desenvolvimento da televisão foi a falta de um elemento essencial de comunicação - um amplificador de sinal. Não foi até a invenção do tubo de vácuo que este obstáculo foi superado. O desenvolvimento da televisão também foi facilitado por novas descobertas no campo do efeito fotoelétrico. Em 1888, o físico russo Ulyanin descobriu um fenômeno interessante - na interface metal-selênio, quando iluminada pela luz de uma fonte, uma corrente elétrica começou a ser gerada. Ulyanin apressou-se a usar essa propriedade e fez a primeira fotocélula de selênio com uma fina película de ouro, que produzia uma corrente fraca na luz. (Este efeito é agora amplamente utilizado em tecnologia, por exemplo, em baterias solares.) Lembre-se que antes disso, apenas uma manifestação das propriedades sensíveis à luz do selênio era conhecida - uma mudança na resistência. Portanto, foi necessário incluir uma fonte de energia no circuito da fotocélula de selênio - uma bateria externa. Agora a necessidade disso desapareceu. Os primeiros sistemas de televisão práticos foram criados apenas no século 1923. Em 1925, Charles Jenkins transmitiu uma imagem estática por rádio de Washington para Filadélfia e Boston, e em 12,5 ele conseguiu transmitir imagens de figuras em movimento. Jenkins usou um disco Nipkow para escanear e um amplificador valvulado para amplificar o sinal de vídeo. O receptor usava uma lâmpada de néon, que o espectador olhava através dos orifícios de outro disco de Nipkow e via pontos de brilho diferente, localizados exatamente na mesma ordem da imagem transmitida. Para isso, o disco receptor girava na mesma velocidade do disco transmissor, fazendo 12 rotações por segundo (ou seja, 5 quadros trocados na frente do espectador em um segundo - velocidade suficiente para transmitir o movimento). Mais tarde, a velocidade foi aumentada para 25 quadros por segundo. Resultados bem sucedidos também foram alcançados na Inglaterra. Em 1928, o escocês John Baird fundou a primeira empresa de televisão por ações da Europa e iniciou transmissões experimentais através de uma estação de rádio localizada em Londres. Sua própria empresa lançou a produção das primeiras televisões mecânicas. A imagem neles foi desenvolvida em 30 linhas. O público em geral ficou inicialmente entusiasmado com a nova invenção. Os espectadores foram até tolerantes com o fato de que a imagem em suas televisões muitas vezes ficava escura, difusa e embaçada. No entanto, ao longo dos anos, o entusiasmo diminuiu. Descobriu-se que geralmente é impossível obter uma imagem boa e clara na televisão mecânica. (Estima-se que para isso o disco Nipkow deve ter uma varredura de 600 linhas com um diâmetro de furo de cerca de 0 mm. Neste caso, o diâmetro do próprio disco chegará a 1 m. Ao girar na velocidade necessária, ele Embora em muitas grandes cidades (incluindo Moscou e Leningrado) tivessem seus próprios estúdios de televisão e dezenas de milhares de pessoas tivessem televisores em casa, a televisão mecânica não era amplamente utilizada e acabou dando lugar à eletrônica. televisão em todos os lugares, o que agora será discutido. A era da televisão eletrônica começou com a invenção do tubo de raios catódicos. O protótipo do tubo de elétrons era uma lâmpada de descarga de gás, inventada em 1856 pelo soprador de vidro alemão Geisler, que aprendeu a fundir eletrodos de platina em um bulbo de vidro e criou os primeiros tubos cheios de gás. Agora, as lâmpadas de descarga de gás estão espalhadas por toda parte, e seu dispositivo é bem conhecido: dois eletrodos são colocados em ambos os lados de um tubo de vidro cheio de algum tipo de gás. Quando a tensão é aplicada a esses eletrodos de uma fonte de corrente forte, um campo elétrico é criado entre eles. Nesse campo, as moléculas de gás são ionizadas (perdem seus elétrons) e se transformam em partículas carregadas. Como resultado, ocorre uma descarga elétrica através do tubo, sob a influência da qual o gás começa a brilhar intensamente. Esse fenômeno imediatamente interessou muitos cientistas. Entre eles estava o professor Plücker, de Bonn, para quem a Geisler fabricava especialmente tubos selados com várias misturas de gases. Em 1858, Plücker notou que, quando uma corrente elétrica passava, o vidro próximo ao cátodo brilhava de uma maneira especial, diferente do resto da lâmpada. Tendo estudado esse efeito, Plücker chegou à conclusão de que algum tipo de radiação surge perto do cátodo durante uma descarga elétrica, que ele chamou de "cátodo". Em 1869, o físico alemão Gittorf descobriu que os raios catódicos podem ser desviados por um campo magnético. Em 1879, o físico inglês William Crookes realizou um estudo fundamental dos raios catódicos e chegou à conclusão de que um fluxo de algumas partículas é emitido da superfície do cátodo quando é aquecido. (Em 1897, o físico inglês Thomson provou que os raios catódicos são um fluxo de partículas carregadas - elétrons.) Para seus experimentos, Crookes criou um tubo especial, que foi o primeiro tubo de raios catódicos da história.
Aliás, Crookes descobriu que certas substâncias (chamadas fósforos) começam a brilhar quando bombardeadas com raios catódicos. Em 1894, Lenard descobriu que a luminescência dos fósforos é mais forte, quanto mais forte for a corrente catódica. Em 1895, um professor da Universidade de Estrasburgo, Karl Brown, baseado no tubo de Crookes, criou um tubo de osciloscópio catódico (eletrônico) projetado para estudar várias correntes elétricas.
No tubo de Brown, o cátodo foi coberto com um diafragma - uma tela com um pequeno orifício, como resultado do qual não foi emitido um feixe largo do cátodo, como nos experimentos de Crookes, mas um feixe estreito. Uma bobina foi colocada fora do frasco de vidro, ao qual foi aplicada a corrente em estudo. Essa corrente, passando pela bobina, criava um campo magnético alternado ao redor, que desviava o raio catódico no plano vertical. Uma placa de vidro revestida no lado do cátodo com um fósforo serviu como tela. O feixe passou pelo diafragma e criou um pequeno ponto luminoso na tela. Sob a ação de um campo magnético defletor, o feixe começou a oscilar e desenhou uma linha vertical na tela, que marcava os valores máximo e mínimo da corrente em estudo. Com a ajuda de um espelho, essa linha luminosa foi lançada em uma tela externa. Um pouco mais tarde, em 1902, o cientista russo Petrovsky aperfeiçoou o tubo de Brown propondo o uso de uma segunda bobina para desviar o feixe de elétrons também no plano horizontal. Agora, dando os sinais apropriados, era possível fazer o feixe percorrer toda a tela. Em 1903, o físico alemão Wenelt fez outra melhoria - ele introduziu um eletrodo cilíndrico carregado negativamente no tubo. Alterando a força da carga neste eletrodo, foi possível aumentar ou diminuir o fluxo de elétrons do cátodo, tornando o ponto na tela mais brilhante ou mais escuro. Em 1907, Leonid Mandelstam propôs o uso de dois sistemas de placas defletoras às quais uma tensão dente de serra foi aplicada para controlar o feixe no tubo de Brown. Graças a isso, o feixe de elétrons começou a desenhar na tela o chamado raster - linhas luminosas localizadas uma sob a outra da borda superior da tela até a parte inferior. Aconteceu da seguinte maneira. No caminho do feixe de elétrons, duas placas dispostas verticalmente foram colocadas no tubo, às quais, como já mencionado, foi aplicada uma tensão alternada em dente de serra, criada por um gerador especial. Quando esta voltagem era igual a 0, o feixe de elétrons ocupava alguma posição inicial na tela. Então, depois que a placa positiva começou a se carregar a uma certa taxa, os elétrons foram desviados em direção a ela e a extremidade do feixe se moveu pela tela. Este movimento continuou até que a tensão da placa positiva atingiu seu máximo. Depois disso, a voltagem diminuiu rapidamente e o feixe de elétrons voltou rapidamente à sua posição original. Então tudo se repetiu desde o início. Ao mesmo tempo, o feixe oscilou no plano vertical. O segundo par de placas destinava-se à deflexão vertical. É fácil ver que se a frequência da tensão dente de serra aplicada nas placas verticais foi 10 vezes maior do que a aplicada nas horizontais, então no tempo correspondente a um quadro, a viga conseguiu formar 10 linhas. Em vez de um campo elétrico alternado, era possível usar um campo magnético alternado criado por duas bobinas. Todas essas descobertas e invenções lançaram as bases fundamentais da televisão eletrônica. O primeiro a propor o uso de um tubo de raios catódicos para transmissão de televisão foi o físico russo Boris Rosing. Em 1907, ele recebeu uma patente para um método de transmissão elétrica de imagens à distância.
Para a varredura progressiva da imagem, Rosing usou dois tambores de espelho, que eram prismas poliédricos com espelhos planos. Cada espelho foi ligeiramente inclinado em relação ao eixo do prisma, e o ângulo de inclinação aumentou uniformemente de espelho para espelho. Quando os tambores giravam, os raios de luz provenientes de diferentes elementos da imagem transmitida eram refletidos sequencialmente pelas faces do espelho e alternadamente (linha por linha) incidiam na fotocélula. A corrente da fotocélula foi transferida para as placas do capacitor. Dependendo da magnitude da corrente fornecida, um número maior ou menor de elétrons passava entre eles, o que permitia alterar o brilho da iluminação dos pontos correspondentes da tela luminescente. (O campo elétrico dentro do capacitor, quando a tensão do sinal mudou, desviou o feixe verticalmente, como resultado, o número de elétrons que atingiram a tela através do orifício no diafragma mudou.)
Assim, o tubo substituiu ao mesmo tempo dois nós dos sistemas mecânicos anteriores do dispositivo de espalhamento (por exemplo, o disco de Nipkow) e uma fonte de luz (por exemplo, uma lâmpada de gás). Duas bobinas mutuamente perpendiculares controlavam o movimento do feixe de tal forma que desenhava um raster (começava a se mover do canto superior esquerdo da tela e terminava no canto direito, depois retornava rapidamente à borda esquerda, descia um pouco e digitalizou a segunda linha). O movimento do feixe e a rotação dos tambores de espelho eram rigorosamente sincronizados entre si, de modo que a passagem de cada face projetada pela fotocélula correspondia à passagem de uma linha do feixe de projeção. O feixe levou cerca de 0 segundo para passar por toda a tela. Devido a isso, o padrão do feixe foi percebido pelo olho como uma imagem integral. Após longos e obstinados experimentos com seu aparelho imperfeito, Rosing conseguiu obter a primeira imagem - uma grade brilhantemente iluminada - na tela de seu receptor. Esta imagem consistia em quatro listras. Quando um dos orifícios da treliça era fechado, a faixa correspondente na tela desaparecia. A TV podia transmitir a imagem de formas geométricas simples, assim como o movimento da mão. Mensagens sobre a invenção de Rosing foram publicadas em revistas técnicas nos Estados Unidos, Japão e Alemanha e tiveram grande influência no desenvolvimento da televisão. Embora Rosing seja creditado como o fundador da televisão eletrônica, seu sistema de televisão ainda não era completamente eletrônico - as filmagens e a transmissão de imagens eram realizadas usando um dispositivo mecânico - tambores de espelho. Apenas o tubo receptor era eletrônico em seu sistema, no aparelho do qual já se pode ver muitos recursos de uma TV em preto e branco. O próximo passo foi criar um tubo transmissor de raios catódicos, cuja operação é baseada em um efeito fotoelétrico externo. O efeito fotoelétrico externo foi descoberto em 1887 por Heinrich Hertz e estudado em profundidade no ano seguinte pelo físico russo Alexander Stoletov. A essência desse fenômeno está no fato de que, sob a ação da luz, os elétrons são eliminados da superfície de uma placa carregada. Os elétrons ejetados formam uma nuvem que é atraída pelo eletrodo positivo, formando uma corrente elétrica no vácuo ou gás rarefeito. Este princípio é baseado no trabalho de uma fotocélula, criada em 1906 pelo cientista alemão Dember. O cátodo e o ânodo são colocados em um frasco de vidro do qual o ar é bombeado. K - cátodo revestido com substância fotossensível (de preferência césio); A - o ânodo, que é uma malha metálica e não interfere na passagem da luz para o ânodo; C - fonte de luz; E - bateria. A luz que incide no fotocátodo da fotocélula libera elétrons dela, que correm para o ânodo carregado positivamente. Diminuir ou aumentar a iluminação do fotocátodo aumenta ou diminui a corrente em seu circuito de acordo. Em 1911, o engenheiro inglês Alain Swinton propôs um projeto para um aparelho de televisão no qual um tubo de raios catódicos fosse usado não apenas como receptor, mas também como transmissor. No coração do tubo de Swinton transmissor está um tubo de Crookes, ao cátodo do qual foi aplicada uma tensão negativa de 100000 volts em relação ao ânodo. Um estreito feixe de elétrons passou pelo buraco no ânodo C e atingiu a tela I, descrevendo uma varredura nela com a ajuda de bobinas defletoras E. A tela consistia em cubos de metal de rubídio em miniatura isolados uns dos outros. Do lado oposto, uma imagem foi projetada através da grade L e do compartimento com vapor de sódio na tela I. A luz de cada um de seus pontos caiu em um cubo de rubídio separado da tela, que agiu como uma fotocélula independente e eliminou elétrons de sua superfície. De acordo com as leis do efeito fotoelétrico externo, esses elétrons eram tanto maiores quanto mais intensa fosse a ação da luz.
Desde que nenhuma voltagem fosse aplicada ao cubo, os elétrons ejetados estavam perto da tela. Mas quando o feixe de elétrons, que percorreu todos os cubos um após o outro, atingiu um deles, recebeu uma carga negativa. Então os elétrons eliminados pela luz da superfície do cubo correram para a grade L, que, consequentemente, a cada momento tinha uma carga correspondente a algum ponto da tela. Essa carga foi removida da rede e depois transmitida como sinal de vídeo para um tubo receptor, cujo dispositivo foi baseado nos mesmos princípios de Rosing. O feixe de elétrons do tubo receptor era sincronizado com o feixe do tubo transmissor, e sua intensidade em cada ponto dependia diretamente da força do sinal de vídeo enviado. Swinton não criou uma instalação de televisão prática, mas em seu projeto já vemos aqueles elementos básicos que mais tarde entraram no design de todas as gerações subsequentes de tubos transmissores: um mosaico de dupla face de muitas fotocélulas individuais com efeito fotoelétrico externo, um coletor em a forma de uma grade L e bobinas defletoras E. O próximo passo no desenvolvimento da televisão foi dado apenas nos anos 20. Em 1923, Vladimir Zworykin (em seus anos de estudante, Zworykin foi um dos alunos de Rosing e o ajudou ativamente na criação da primeira televisão; em 1917 ele emigrou para os Estados Unidos, onde trabalhou até sua morte) patenteou um sistema de televisão totalmente eletrônico com uma transmissão e recepção de tubos de feixe eletrônico.
No tubo de transmissão, Zworykin usou um alvo de dupla face de três camadas. O tubo consistia em uma placa de sinal 4 - um filme fino de alumínio (transparente aos elétrons), revestido em um lado com um dielétrico de óxido de alumínio 3, sobre o qual foi depositada uma camada sensível à luz 2, que possui um efeito fotoelétrico externo. Junto a esta camada foi instalada a grelha 1. Foi aplicada uma tensão positiva (relativa à grelha) à película de alumínio. A imagem foi projetada nesta camada através da grade 1. Do outro lado do filme de alumínio, o feixe de elétrons 5 do projetor de elétrons 6 criou um raster. O sinal foi retirado da carga RN no circuito da rede. O mosaico do tubo de transmissão continha muitas fotocélulas individuais. Este tubo também não se tornou um modelo de trabalho, mas em 1929 Zworykin desenvolveu um tubo de raios catódicos receptor de alto vácuo, que ele chamou de cinescópio, que mais tarde foi usado nas primeiras televisões. Assim, o tubo receptor de raios catódicos já foi criado no início da década de 30. Com tubos de transmissão, a situação era mais complicada. Todos os tubos eletrônicos propostos pelos inventores no final dos anos 20 tinham uma desvantagem significativa - eles tinham uma sensibilidade à luz muito baixa. O sinal de vídeo retirado deles era tão fraco que não podia fornecer não apenas uma imagem boa, mas também satisfatória. A baixa fotossensibilidade foi justamente explicada pelo uso ineficiente do fluxo de luz. De fato, suponha que uma placa de mosaico fotossensível seja dividida em 10 mil células e o feixe de elétrons passe por todas elas em 0 s. Isso significa que quando a imagem transmitida foi descarregada, a luz atuou em cada fotocélula individual por apenas 1/1 de segundo. Se fosse possível utilizar a energia do fluxo de luz, que foi desperdiçada inutilmente durante os restantes 100000/99999 segundos, a sensibilidade do sistema de televisão teria de aumentar significativamente. Um dos primeiros a tentar resolver esse problema foi o engenheiro americano Charles Jenkins, já conhecido por nós. Em 1928, ele propôs um dispositivo para acumular carga em um tubo de televisão. A essência da ideia de Jenkins era que em cada fotocélula do painel fotossensível fosse conectado um capacitor C. A luz incidia sobre a fotocélula e a corrente resultante carregava o capacitor durante todo o tempo de transmissão do quadro. Então, com a ajuda de um comutador, os capacitores foram descarregados alternadamente através da carga RN, da qual o sinal foi retirado, ou seja, Jenkins pretendia usar a corrente de descarga como sinal de vídeo. A ideia de Jenkins foi muito frutífera, mas precisava de mais refinamento. Antes de tudo, tivemos que pensar em onde e como colocar dezenas ou até centenas de milhares de pequenos capacitores (afinal, cada célula individual da tela tinha que ter seu próprio capacitor), então foi necessário criar um interruptor que poderia descarregar todos esses capacitores com a velocidade e sincronismo necessários. Nenhum dispositivo mecânico poderia lidar com esta tarefa. Portanto, o papel do interruptor começou a ser confiado ao mesmo feixe de elétrons. Nos cinco anos seguintes, várias opções de tubos transmissores usando o princípio de acumulação de carga foram propostas em diferentes países, mas todos esses projetos não foram implementados. Vladimir Zworykin teve a sorte de superar vários obstáculos com sucesso. Em 1933, em uma convenção da Sociedade de Engenheiros de Rádio em Chicago, ele anunciou que seu esforço de uma década para construir um tubo de televisão funcional havia sido um sucesso completo. Zworykin começou esse trabalho no laboratório Westinghouse e o completou na Radio Corporation of America, onde tinha à sua disposição um laboratório bem equipado e um grande grupo de engenheiros experientes. Depois de muitos experimentos, Zworykin, com a ajuda do químico Izig, encontrou um método muito simples para fabricar um alvo em mosaico sensível à luz com capacitores de armazenamento. Aconteceu da seguinte maneira. Uma placa de mica medindo 10 por 10 cm foi retirada e uma fina camada de prata foi aplicada em uma de suas faces. Depois disso, a placa foi colocada em um forno. Uma fina camada de prata, quando aquecida, adquiriu a capacidade de se enrolar em grânulos. Assim, vários milhões de grânulos isolados uns dos outros foram formados em uma placa de mica. Em seguida, o césio foi aplicado na camada de prata, que, como o selênio, tinha uma maior sensibilidade à luz. No lado oposto, a placa de mica foi coberta com uma camada metálica contínua. Essa camada, por assim dizer, serviu como uma segunda placa de capacitor em relação aos grânulos de prata com uma camada de césio sensível à luz. Como resultado, cada uma das milhões de fotocélulas em miniatura serviu ao mesmo tempo como um capacitor em miniatura. Este tubo Zworykin deu o nome de iconoscópio.
O trabalho do iconoscópio prosseguiu da seguinte forma. O cilindro esférico de vidro foi fornecido com um processo cilíndrico em forma de charuto, no qual foi colocado um holofote eletrônico. A bola continha um alvo montado obliquamente ao eixo do processo. Este alvo, como já mencionado, consistia em uma placa de mica, de um lado da qual foi depositada uma camada metálica de sinal, e do outro, um mosaico fotossensível composto por muitas fotocélulas isoladas umas das outras (5). Parte da superfície do tubo da esfera de vidro foi achatada, paralela ao alvo. Uma imagem foi projetada no mosaico através dele, de modo que o eixo da lente ficasse perpendicular ao plano do alvo (isso excluía qualquer distorção). Ao lado do mosaico, uma grade (1) foi colocada na frente da camada fotossensível, na qual foi aplicada uma carga positiva em relação ao ânodo (3) (o ânodo foi aterrado e um grande potencial negativo foi criado no cátodo térmico (4). O feixe de elétrons (2) passou pela grade e criou um raster no mosaico. O sinal foi retirado da placa de sinalização (6) e aplicado na resistência RN e depois na lâmpada amplificadora (7). O feixe de elétrons, percorrendo o fotomosaico, descarregava sucessivamente todas as suas seções. Como resultado, foram gerados impulsos elétricos (sinais de vídeo) proporcionais à iluminação das áreas do mosaico. Esses pulsos foram amplificados e enviados para um transmissor de rádio. No futuro, o iconoscópio foi significativamente melhorado. A bola foi substituída por um cilindro com um ramo para um holofote eletrônico. Em vez de uma grade que distorcia o sinal, passaram a utilizar um coletor (8) em forma de anel de metal. Os fotoelétrons emitidos pelo mosaico foram coletados na superfície interna do cilindro. O alvo consistia em um mosaico de fotocélulas - uma camada fotossensível (2), uma placa dielétrica de mica (3) e um filme metálico como placa de sinalização (4). O iconoscópio foi o último elo da cadeia de invenções que levou à criação da televisão eletrônica. Mas devido à depressão que então tomou conta dos Estados Unidos, a rede de televisão aqui tomou forma apenas alguns anos depois. Enquanto isso, em 1934, um grupo de engenheiros soviéticos liderados por Boris Krusser também criou um iconoscópio. Na Inglaterra, a transmissão de televisão em equipamentos desenvolvidos por Marconi e EMI começou em 1936. Nesse mesmo ano, a emissora NBC iniciou transmissões regulares de televisão na cidade de Nova York. A transmissão de televisão começou na Alemanha e na URSS em 1938.
Em dezembro de 1936, o laboratório da RCA demonstrou o primeiro aparelho de televisão adequado para uso prático. Em abril de 1939, a RCA lançou o primeiro aparelho de televisão para venda geral. Foi exibido na Feira Mundial de Nova York. Essa TV foi produzida em quatro versões - três consoles e uma de mesa, que tinha tela de 5 polegadas e era conhecida como RCA TT-5. Todos os modelos foram alojados em armários de nogueira feitos à mão. Autor: Ryzhov K.V.
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