Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 9 frågor/svar hittade Elektricitet-Magnetism [17481] Svar: För att förstå det du observerat måste man veta hur skärmen på en tjock-TV är konstruerad, se Katodstrålerör . Nedanstående bild från Wikimedia Commons ger en schematisk bild av konstruktionen. De viktigaste delarna: 1. Elektronkanoner (3 stycken) Inuti en lufttom "flaska" finns tre elektronkanoner som skickar elektroner mot skärmen. På skärmen finns fosforiserande skikt med röd, grön och blå färg. Med hjälp av magnetfält från avlänkningsspolen sveps elektronströmmarna i 576 horisontella linjer (se fråga 15145 ). Bilden ritas sedan genom att man från TV-signalen slår elektronkanonerna till och från. Elektronerna påverkas alltså mycket även av ganska svaga magnetfält. Om man håller en permanentmagnet nära skärmen, så störs elektronbanorna, elektronerna hamnar på fel ställe och bilden förvrängs. Varning: Om man är oförskiktig kan man inducera ett magnetfält i någon järnbit i skärmen, varvid skärmen kan bli förstörd. Se fråga 15552 påverkan av det jordmagnetiska fältet. Nyckelord: TV [9]; Blandat [16280] Ursprunglig fråga: Svar: Glödlampan, en av de klassiska uppfinningarna, uppfanns faktiskt inte av Edison, han bara förbättrade grödtråden och såg till att man fick en användbar produkt, se Light_Bulb och länk 1. Den förra är för övrigt en bra beskrivning av processen från idé till användbar produkt. Nedan är en bild på Edisons glödlampa. Även den svenska Wikipedia-artikeln är bra: Glödlampa . Se även glödlampa . Både när det gäller teknikutveckling och i naturvetenskapen sker framstegen i allmänhet i små steg. Man bygger alltså oftast på kunskap som har tagits fram under lång tid och av flera personer/organisationer. Det kan vara ett mycket långvarigt utvecklingsarbete innan en produkt baserad på en upptäckt kommer ut på marknaden. Ett ovanligt exempel på motsatsen är jättemagnetresonans (nobelpris 2007, se länk 2). I detta fallet tog det bara några få år (från upptäckten 1988 till mitten av 1990-talet) innan upptäckten resulterade i kompakta hårddiskar med hög kapacitet. Det räcker inte med att upptäcka en användbar effekt för att det skall bli en spridd produkt. Det måste först finnas (eller skapas) en marknad. Tillverkningsprocessen måste göras billig och tillåta massproduktion. Det är massproduktionen som tillåter priset att bli lågt så att produkten får ett stort genomslag. Du har säker sett att priset på platta skärmar har sjunkit radikalt de senaste åren. Den första plattskärmen var Flat_screen_pocket_TV från Sinclair. Den byggde på samma princip som en tjock-TV men med en kompakt elektronkanon monterad åt sidan. Det blev en kollosal flopp eftersom man redan hade uppfunnit flytande kristaller (LCD, liquid crystal display). LCDn var från början mycket dyr och användes först i små svart-vita dispayer t.ex. klockor och portabla datorer med pyttesmå skärmar. LCD kan nu göras stora, i färg och dessutom billiga. Se Liquid_crystal_display , Flytande_kristallskärm för mer om LCD och Plasma_display , Plasmaskärm för information om plasmaskärmen som är den nuvarande konkurrenten till LCD. Det finns flera nya tekniker för att göra bildskärmar för olika behov, se Comparison_of_display_technology . En svaghet med både LCD och plasmaskärm är att de med sin inre belysning fungerar dåligt i starkt ljus. Det finns projekt att utveckla skärmar där bilden belyses av omgivningsljuset, t.ex. Elektroniskt papper (Electronic_paper ). En intressant tillämpning av detta skulle vara elektroniska böcker som fortfarande är ganska klumpiga och har begränsat användningsområde. Nyckelord: TV [9]; bildskärmar [4]; glödlampa [23]; 1 http://energy.gov/articles/history-light-bulb Elektricitet-Magnetism [15552] Ursprunglig fråga: Varför? Är/Var det så med flera apparater? Svar: Nej, jag skojar. Problemet är mer komplicerat än så. Apple support säger följande: Monitors based on cathode-ray tube (CRT) technology, including those found in iMac computers, use precisely controlled magnetic fields to direct the flow of electrons to the red, green, and blue light emitting phosphors on the monitor. The earth's magnetic field varies in intensity throughout the world, which can affect the path of this electron beam. During manufacturing, CRT-based monitors are aligned in special areas called helmholtz cages that simulate the magnetic field the monitor is being aligned for. Monitors are typically aligned for the Northern Hemisphere or the Southern Hemisphere, and sometimes for the equatorial region. A CRT-based monitor purchased in the Northern Hemisphere may not perform correctly if it is moved to the Southern Hemisphere. The reverse is also true because the earth's magnetic fields are not the same in each hemisphere. A monitor moved to another hemisphere may encounter color purity problems that cannot be adjusted out. It is technically possible to realign a monitor to work in a different hemisphere, but the skills and specialized equipment required make it prohibitively expensive for most purposes. Liquid crystal displays, such as the Apple Cinema Display and the display of an iBook computer, are not affected by the earth's magnetic fields, and can be moved between the Northern and Southern Hemispheres.
Det är alltså det varierande jordmagnetiska fältet som orsakar problemet. Förutom en komponent längs jordytan från söder till norr (ja, faktiskt eftersom den norra magnetiska polen faktiskt definierats som en sydpol) finns en vertikal komponent som på norra halklotet går neråt och på södra halvklotet uppåt. Denna vertikalkomponent kommer att orsaka en förskjutning i sidled som är olika på de två halvkloten och kan tänkas orsaka att elektronstrålarna inte träffar där de skall på skärmen. Vad som är lite förvånande är att det verkar inte vara något problem med den horisontella komponenten av det jordmagnetska fältet. Denna borde orsaka problem när man vrider skärmen i horisontalplanet. Jag har räknat lite på detta och experimenterat med vår TV, se nedan. Problemet är emellertid övergående eftersom moderna platta skärmar (LCD- eller plasma-skärmar) inte har någon elektronstråle som kan avlänkas. Se länk 1 för mer om effekten och Cathode_ray_tube för mer om hur bildskärmar fungerar. Länk 2 beskriver experiment med magneter, men var försktig eftersom alltför starka magneter kan förstöra bildskärmen! Länk 2 beskriver (tyvärr är det radio, så man ser ingenting) även vad som händer när man vänder TVn upp och ner. Teori och experiment Låt oss för de mer avancerade försöka beräkna hur mycket en elektron i ett TV-rör påverkas av det jordmagnetiska fältet. En elektron (laddning e, massa m) rör sig i en cirkelbana med radien r i ett homogent magnetfält av styrkan B tesla. Man får om man sätter kraften från magnetfältet lika med centripetalkraften: Bev = mv2/r dvs r = mv/(Be) Elektronens hastighet v kan beräknas från mv2/2 = Ve dvs v = sqrt(2Ve/m) där V är accelerationsspänningen, typiskt 20 kV. Jordmagnetiska fältet varierar, se Earth's_magnetic_field , men låt oss räkna med en horisontalkomponent på 10 mikrotesla. Vi får r = mv/(Be) = m*sqrt(2Ve/m)/(Be) = sqrt(2Vm/e)/B Med insatta värden blir radien r = sqrt[2*20000*9.11 10-31/(1.60 10-19)]/(10 10-6) = 47.7 m På 50 cm (rimligt avstånd mellan elektronkanonen och skärmen i en TV) blir då avvikelsen pga magnetfältet 0.5/48 radianer eller (0.5/48) * 0.5 = 0.0052 m = 5.2 mm Avlänkningen är alltså betydande jämfört med storleken på de fluoriscerade punkterna. Det som gör att de flesta skärmar ändå fungerar när man roterar dem är att alla elektroner påverkas lika av det homogena jordmagnetiska fältet. Man får alltså bara en liten förskjutning av bilden i höjdled. Jag kollade upp detta på min egen TV som står på ett roterande bord. Jag satte upp en bit maskeringstejp på en skarp linje på en testbild. När man roterar TVn så flyttas bilden ett par mm i höjdled (uppåt om man vrider TVn så att elektronstrålen först går N-S och sedan Ö-V, se fråga 12632 och bilden nedan men glöm inte att strömriktningen är omvänd eftersom elektronerna är negativt laddade). Med tanke på de grova uppskattningarna av TVns storlek och jordmagnetiska fältet, tycker jag att det är en hygglig överensstämmelse mellan teori och experiment. Jag kan inte komma på någon annan apparat som påverkas av det jordmagnetiska fältet. Se The Naked Scientists för fler intressanta vardagsfysiksexperiment. Nyckelord: TV [9]; jordens magnetfält [22]; 1 http://www.madsci.org/cgi-bin/cgiwrap/www/circR?/posts/archives/2005-06/1119132808.Ph.r.html Ljud-Ljus-Vågor [15145] Ursprunglig fråga: Svar: upplösning = 1.22*l/d. Om pupillens diameter är 2 mm blir upplösningen för våglängden 600 nm 1.22*600*10-9/(2*10-3) = 0.000366 =
0.000366*180/p = 0.0210o eller 0.0210*60 = 1.26' (alltså c:a 1 bågminut). Vi antar här att densiteten av sensorer i ögat inte är begränsande. Detta är sannolikt eftersom utvecklingen av synen bör ha styrts av en optimering av synskärpan. När ovanstående optiska begänsning nåtts var det ingen vinst att öka densiteten, så denna utveckling bör ha stoppat. Om avståndet till TV-skärmen är 3 m motsvarar upplösningen 0.000366*3000 = 1.098 mm (alltså c:a 1 mm). Om skärmen är 40 cm hög får vi plats med 400/1 = 400 horisontella linjer. Det kan då tyckas att de 576 linjerna i vårt nuvarande PAL-system borde räcka (totalt sänds 625 linjer men mellanskillnaden används för text-TV). Nu är emellertid uppskattningen av ögats upplösningsförmåga ovan lite pessimistisk. Det är när man kan se två punkter klart separerade. Man kan emellertid se två punkter bättre än så, i själva verket ner till halva avståndet dvs 800 linjer. De vanligaste HDTV-skärmarna har 720 eller 1080 horisontella linjer (se figuren nedan), och det anses att man på normalavstånd inte ser någon skillnad på dessa. Om man sitter närmare (för att få bättre "biokänsla") kan man naturligtvis tänkas behöva den högre upplösningen. Påpekas bör även att alla HDTV-skärmar är digitala. Detta betyder i normalfallet en bättre bild, man slipper analog-TVs ränder, brus och spökbilder. Problemet är att när den digitala signalen störs så blir bilden pixlad eller faller bort helt. Nedanstående citat visar att upplösning inte är allt - den är inte ens viktigast: Eftersom det finns många olika antal pixlar i olika skärmar är den algoritm (sätt att räkna) som används för att anpassa den utsända digitala signalen till skärmen mycket viktig. Det är alltså en mycket viktig parameter när man väljer HDTV. Se länkarna nedan för mer information. Observera att man där talar om 480 linjer som normalfallet - det är det amerikanska NTSC-systemet. Nyckelord: ögat [18]; TV [9]; 1 http://forum.ecoustics.com/bbs/messages/34579/284986.html Blandat [14931] Svar: Nyckelord: TV [9]; Ljud-Ljus-Vågor [1336] Svar: Nyckelord: TV [9]; Elektricitet-Magnetism [137] Svar:
När radiovågen träffar en antenn så börjar elektronerna svänga i samma
plan som vågen svänger i. Antennen ska därför ha "pinnar" i samma riktning som
vågen
svänger i. Gammaldags TV-antenner såg ut på detta sätt. I Sverige var
pinnarna horisontella medan man i England hade vertikalt placerade pinnar.
De vågor som kommer från satelliter brukar vara cirkulärpolariserade
dvs svängningsplanet vrider sig ett varv per våglängd.
Se även fråga 136 Nyckelord: TV [9]; Blandat [3216] Svar: Det är alltså helt slumpmässiga signaler, där
finns ingen information. Ändå tycker man sig se mönster och prickar, som
ilar fram och tillbaka. Det här är ganska intressant. Vår syn funkar inte
som en automatisk kamera. Ögat och hjärnan tolkar bildinformationen i hög
grad, slumpmässiga mönster gillas inte.
Experiment: Sitt en stund och titta på "myrornas krig". Tänk på
att alla mönster och rörelser du ser, alstras inne i ditt huvud!
Se även fråga 3204 Nyckelord: TV [9]; Blandat [699] Svar:
Bakom skärmen finns ett lufttomt hålrum. Det ser ut som en stor glödlampa
som är
platt upptill. Längst in finns en liten apparat som skjuter ut elektroner
som
flyger genom hålrummet och träffar skärmen. När de träffar skärmen
så lyser
en liten prick.
Undersök: Titta noga på skärmen, gärna med ett förstoringsglas.
Vad ser Du?
På skärmen finns en massa prickar som kan lysa i olika färger.
Vilka ser Du när Du tittar med
förstoringsglas på skärmen? Elektronerna träffar alla prickar på skärmen
ungefär 25 gånger per sekund.
Genom att slå av och på elektronstrålen kan man få prickarna att
lysa lagom starkt och därmed visa en bild. Nyckelord: TV [9]; Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.