Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

9 frågor/svar hittade

Elektricitet-Magnetism [17481]

Fråga:
Om man håller en magnet i närheten av en datorskärm eller TV-skärm så störs bilden. Vad beror detta på?
/Michelle A, Olympia, Helsingborg

Svar:
Jag antar du menar en gammal "tjock-TV". Platt-TV av olika konstruktioner (fråga 16280 ) påverkas inte på samma sätt av magnetfält.

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)
2. Elektronstrålar (3 stycken)
3. Fokuserings-spolar
4. Avlänkningsspole
5. Anodens anslutning
6. Nät/mask för att separera de tre strålarna
7. Fosforlager på bildskärmsytan
8. Närbild på insidan av skärmen med separeringsmasken och fosfor-ytan som är indelad i fält för de tre färgerna

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.



/Peter E

Nyckelord: TV [9];

*

Blandat [16280]

Fråga:
När och hur och vem kom på/skapade platt tvn?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
När och hur och vem kom på/skapade platt tvn?
/Lennart L, Tunaberg, uppland

Svar:
Lennart! Det fungerar inte så längre att en person plötsligt kommer på någonting, startar tillverkning och tjänar massor med pengar! Alfred Nobel (han med dynamiten) är ett exempel på en uppfinning som gav omedelbart genomslag, men det var på 1800-talet då den tekniska utvecklingen började sätta fart.

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.



/Peter E

Nyckelord: TV [9]; bildskärmar [4]; glödlampa [18];

1 http://energy.gov/articles/history-light-bulb
2 http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2007/info_sv.pdf

*

Elektricitet-Magnetism [15552]

Fråga:
Fungerar gamla bildskärmar olika på norra och södra halvklotet?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej! Jag har läst att gamla bildskärmar (de stora i glas med strålar i) fungerar olika på norra och södra halvklotet. Är det sant? Är det verkligen så att man tillverkar/tillverkade bildskärmar för användning på ett specifikt halvklot?

Varför? Är/Var det så med flera apparater?
/Sven G, Eslöv

Svar:
Hej Sven! Ja, man roterar kontakten på videokabeln så att bilden blir rättvänd !

Nej, jag skojar. Problemet är mer komplicerat än så. Apple support säger följande:

Variations in the earth's magnetic field can affect a monitor's performance, especially if it is moved from one hemisphere to the other.

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.



/Peter E

Nyckelord: TV [9]; jordens magnetfält [20];

1 http://www.madsci.org/cgi-bin/cgiwrap/www/circR?/posts/archives/2005-06/1119132808.Ph.r.html
2 http://www.thenakedscientists.com/HTML/content/kitchenscience/exp/magnets-and-tvs/

*

Ljud-Ljus-Vågor [15145]

Fråga:
Hur bra maximal upplösning behöver tv-apparaterna ha egentligen?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Jag har en fråga gällande HDTV. Hur bra maximal upplösning behöver tv-apparaterna ha egentligen? Det mänskliga ögat är väl begränsat vid ett specifikt värde, där man inte kan se någon skillnad längre?
/Roger S, Umeå

Svar:
Upplösningen hos en lins med diametern d för våglängden l ges av

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:

According to the Imaging Science Foundation, a group that consults for home-theater maufacturers and trains professional video calibrators, the most important aspect of picture quality is contrast ratio, the second most important is color saturation, and the third is color accuracy. Resolution comes in a distant fourth, despite being easily the most-talked-about HDTV spec today.

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.



/Peter E

Nyckelord: ögat [14]; TV [9];

1 http://forum.ecoustics.com/bbs/messages/34579/284986.html
2 http://electronics.howstuffworks.com/hdtv.htm

*

Blandat [14931]

Fråga:
Hei! Jag går på kunsthøgskolan, och just nu holder jeg på med et prosjekt der jag skal slå sønder en TV. Jag menade det skulle væra rett ufarligt, men så fick jag høra att det er et enormt vakuum i skjermen, och att det er en typ gift inne i TVen. Jag skal filma mens jag slår sønder den, och det er et poeng at den ser "ny" ut. Kan jag gjøa detta på en sikker måte? Plukke ut noen deler från baksiden? Hur gjør jag alt dette trygt, men bevarer forsiden intakt? Håper på snabbt svar! Takk.
/Åste L, Kunstakademiet, Malmø

Svar:
Åste! Det låter som en sällsynt dålig idé! Det kan vara mycket farligt att vara i närheten av en TV-skärm av den gamla typen som går sönder. Det stora glasröret är lufttomt för att elektronerna inte skall hindras på sin väg till skärmen. Om röret går sönder imploderar (motsatsen till exploderar) det och glassplitter kommer att spridas vida omkring. Om du först släpper in luft genom att lossa bakdelen på röret (även detta kan vara farligt om du inte är TV-reparatör) är det mindre farligt med effekten blir inte imponerande. Jag vet man kan kalla allt för konst, men är inte detta i töntigaste laget ?
/Peter E

Nyckelord: TV [9];

*

Ljud-Ljus-Vågor [1336]

Fråga:
Om man spänner ett gummiband horisontellt och håller det framför en tv-apparat som är påslagen och sedan knäpper på gummibandet så att det vibrerar då framträder gummibandet om man betraktar tv-bilden igenom gummibandet som darrande vibrerande streck. Om man däremot håller gummibandet vertikalt och knäpper igång det så uppfattar ögat gummibandet i en vågrörelse. Varför? Det har naturligtvis med tv-bildens strålning att göra men det vore intressant med en fysisk förklaring.
/Kennet F, Katedralskolan, Lund

Svar:
Mycket intressant observation! Det beror på hur bilden genereras på en TV. Bilden byggs ju upp av elektronstrålar (en för svart-vit TV, tre i färgapparater) som sveper horisontellt med början i övre vänstra hörnet. Om gummibandet spänns horisontellt, så kommer det bara belysas under en kort stund just när strålen passerar. Man får allså en stroboskopisk effekt, så man ser gummibandet endast under korta ögonblick, och det tycks stå stilla. Med bandet vertikalt så följer varje svep gummibandet nedåt, och man ser delar av den vågrörelse som gummibandet utför. Kort uttryckt, så beror de två olika resultaten på att det horisontella svepet är snabbt och det vertikala långsamt.
/Peter Ekström

Nyckelord: TV [9];

*

Elektricitet-Magnetism [137]

Fråga:
På en fysiklektion sa vår lärare att radiovågor är transversella, dvs att partiklarna i mediet rör sig vinkelrätt mot vågens utbredningsriktning. Varför använder man då radiomottagare som är lodräta mot marken. Borde man inte placera dem vågrätt istället?
/

Svar:
Radiovågor är som du säger transversella vågor. Däremot finns det inga partiklar som rör sig. Se svar på en tidigare fråga om vad som rör sig!

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]

Fråga:
Jag önskar en förklaring till "myrornas krig" på TV-skärmen. Varför blir det svarta och vita prickar och varför rör sig dessa slumpvis på skärmen.
/Jan H, Mimerskolan, Umeå

Svar:
"Myrornas krig" är vad man ser på TV-skärmen när sändaren är avslagen. Signalen som visas på skärmen är rent brus, som alstras av värmerörelser i antenn och förstärkare. En liten del av signalen är faktiskt kosmisk bakgrundsstrålning .

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! 
/KS

Se även fråga 3204

Nyckelord: TV [9];

*

Blandat [699]

Fråga:
Hur fungerar en tv?
/Emma J, Björksätra, Sandviken

Svar:
Det är inte lätt att förklara allt i ett kort 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.
/ lpe

Nyckelord: TV [9];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7168 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-07-06 14:08:20.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.