Imagem no tubo de TV

Podemos dizer que praticamente em toda casa existe uma televisão. Hoje sabemos que elas estão cada vez mais sofisticadas. Há alguns anos, os televisores eram enormes, pesados, mas o que vemos hoje são televisões de telas planas e finas, com tecnologia mais avançada. O melhor de tudo é que através das TVs podemos ver nossos programas favoritos, filmes etc.

A imagem que é produzida na televisão de tubo depende de duas forças: a magnética e a elétrica, que atuam sobre elétrons em movimento. Sendo assim, dizemos que a imagem nada mais é do que o resultado da transformação da energia elétrica em energia cinética e a cinética em energia luminosa.

Como mostra a figura acima, podemos ver que o tubo da televisão é de vidro, sendo que internamente é feito a vácuo. Já a parte frontal interna do tubo é toda coberta com material fluorescente. Os elétrons são disparados da extremidade oposta à tela por um canhão eletrônico.

Após serem disparados pelo canhão eletrônico, os elétrons se chocam com a tela, originando, assim, pontos luminosos em sua superfície. Os elétrons que são lançados em direção à tela são produzidos por um filamento superaquecido. Os elétrons que colidem com a tela são os elétrons livres – eles conseguem se mover pelo fato de adquirirem energia cinética extra através do aquecimento do filamento. Portanto, com o ganho de energia, eles conseguem escapar dos átomos, saindo então do filamento. A emissão desses elétrons por aquecimento é dita emissão termoiônica.

Como sabemos, os elétrons que escapam poderiam tomar diferentes direções, porém isso não acontece, pois através de um campo elétrico os elétrons livres são direcionados para uma única direção rumo à tela. Em Física damos o nome de feixe eletrônico aos elétrons que são acelerados. A velocidade dos elétrons é controlada através da intensidade do campo elétrico, sendo que quanto mais intenso for o campo, maior será a velocidade dos elétrons, pois maior será a força que atua sobre eles.

Para que toda a tela seja iluminada, o feixe eletrônico deve ser muito estreito, portanto ele tem que varrer toda a superfície da tela. Para que se consiga direcionar o feixe eletrônico por toda a superfície da tela, faz-se uso de um campo magnético. O desvio provocado pelo campo magnético faz com que o feixe de elétrons percorra todos os pontos da tela descrevendo uma linha horizontal em um intervalo de tempo bastante curto. A iluminação distinta dos diferentes pontos da tela produz o efeito da imagem integral de uma cena.

Mesmo depois de o feixe eletrônico ser desviado para outro ponto da tela, o brilho do material fluorescente sobre o ponto inicial permanece por um breve tempo. Dessa forma, vemos que os dois fatores associados (a rapidez com que a tela é varrida pelo feixe e a emissão da luz por alguns instantes após a incidência do feixe eletrônico no material fluorescente) permitem que tenhamos a sensação de imagem integral e contínua de uma cena.

Como sabemos, as primeiras TVs que foram fabricadas exibiam imagens em preto e branco e a tela delas era revestida internamente com sulfeto de zinco ou com uma mistura de cádmio com prata, que são materiais fluorescentes. Já as televisões em cores possuíam revestimento interno composto por três camadas de material fluorescente. Assim, criavam imagens nas cores azul, vermelha e verde. Ao serem superpostas as imagens, o resultado obtido era a de uma imagem única em cores.

O tubo de imagem da TV é uma das aplicações dos tubos de raios catódicos, que foram construídos, em 1897, pelo físico alemão Karl Ferdinand Braun. Ele observou o fenômeno da luminescência provocada pela colisão de elétrons em tintas fluorescentes e o desvio do ponto luminoso gerado pela ação do campo magnético. O feixe de elétrons emitido por um dispositivo chamado cátodo acabou sendo denominado raios catódicos. O raio catódico também é utilizado em telas de radar e de osciloscópio, entre outras aplicações. Foi empregado na imagem em tubo de TV em 1928.