Tubo de rayos catódicos © Micah Sittig
Podemos decir que casi en todas las casas hay un televisor. Hoy sabemos que son cada vez más sofisticados. Hace unos años, los televisores eran enormes, pesados, pero lo que vemos hoy son pantallas planas y delgadas con una tecnología más avanzada. Lo mejor de todo es que a través de los televisores vemos nuestros programas favoritos, películas y series.
La imagen que se produce en la tubería de la televisión depende de dos fuerzas: la magnética y la eléctrica, que actúan sobre electrones en movimiento. Por lo tanto, decimos que la imagen nada más que es el resultado de la transformación de la energía eléctrica en energía cinética y la cinética en energía luminosa.
Como muestra la figura superior, podemos ver que el tubo de la televisión es de vidrio, siendo que internamente es hecho al vacío. Ya la parte frontal interna del tubo es toda cubierta con material fluorescente. Los electrones son disparados desde la extremidad opuesta a la pantalla por un cañón de electrones.
Después de ser disparado por el cañón de electrones, los electrones chocan con la pantalla, causando así puntos brillantes en su superficie. Los electrones que se lanzan en la pantalla son producidos por un filamento sobrecalentado. Los electrones que son lanzados con la pantalla son los electrones libres – ellos consiguen moverse por el hecho de adquirir energía cinética extra a través del calentamiento del filamento. Por tanto, con la ganancia de energía, ellos consiguen escapar de los átomos, saliendo entonces del filamento. La emisión de esos electrones por calentamiento es dicha emisión termoiónica.
Como sabemos, los electrones que escapan podrían tomar diferentes direcciones, pero esto no sucede, pues a través de un campo eléctrico los electrones libres son direccionados para una única dirección rumbo a la pantalla. En física damos el nombre de haz electrónico a los electrones que son acelerados. La velocidad de los electrones es controlada a través de la intensidad del campo eléctrico, siendo que cuanto más intenso sea el campo, mayor será la velocidad de los electrones, pues mayor será la fuerza que actúa sobre ellos.
Para que toda la pantalla sea iluminada, el haz de electrones debe ser muy estrecho, por tanto tiene que ocupar toda la superficie de la pantalla. Para que se consiga direccionar el haz de electrones por toda la superficie de la pantalla se hace uso de un campo magnético. El desvío provocado por el campo magnético hace que el haz de electrones recorra todos los puntos de la pantalla describiendo una línea horizontal en un intervalo de tiempo bastante corto. La iluminación distinta de los diferentes puntos de la pantalla produce el efecto de la imagen integral de una escena.
Incluso después de que el haz de electrones es desviado a otro punto en la pantalla, el brillo del material fluorescente en el punto inicial permanece por un corto tiempo. Por lo tanto, vemos que los dos factores asociados (la rapidez con que la pantalla es cubierta por el haz y la emisión de la luz por algunos instantes después de la incidencia del haz de electrones en el material fluorescente) nos permiten tener la sensación de imagen integral y continua de una escena.
El campo magnético que desvía el haz de electrones es creado por corrientes eléctricas en cuatro bobinas deflectoras
Como sabemos, los primeros televisores que fueron fabricados mostraban imágenes en la pantalla en blanco y negro y la pantalla era revestida internamente de sulfuro de zinc o con una mezcla de cadmio con plata, que son materiales fluorescentes. Ya las televisiones en color poseían revestimiento interno compuesto por tres capas de material fluorescente. Así, creaban imágenes en colores azul, rojo y verde. Al ser superpuestas las imágenes, el resultado obtenido era la de una imagen única en colores.
El tubo de imagen de la televisión es una de las aplicaciones de los tubos de rayos catódicos, que fueron construidos, en 1897, por el físico alemán Carl Ferdinand Braun (1850-1918). Él observó el fenómeno de la luminiscencia provocada por la colisión de electrones en tintes fluorescentes y el desvío del punto luminoso generado por la acción del campo magnético. El haz de electrones emitido por un dispositivo llamado cátodo acabó siendo denominado rayos catódicos. El rayo catódico también se utiliza en pantallas de radar y de osciloscopio, entre otras aplicaciones tecnológicas. Fue empleado en la imagen en tubo de televisión en 1928.
