Коробка, которая делает картинки из супа с горячим газом? Что дальше? Машины, которые могут летать? Люди на Марсе? Это может звучать как что-то прямо из Flash Gordon, но плазменный телевизор далек от научной фантастики. Это блестящий пример того, как передовая наука может быть применена к повседневным проблемам, чтобы сделать нашу жизнь лучше и веселее. Давайте поближе посмотрим, как это работает!

Художественное произведение: телевизор, работающий на плазме. Вы часто не можете сказать с первого взгляда, является ли телевизор с плоским экраном жидкокристаллическим, плазменным или даже OLED-дисплеем. Раньше было так, что если вы хотите очень большой телевизор, вам придется купить или взять в аренду плазменный экран.

И вообще, что такое плазма?

Игра с плазмой

Плазма образуется, когда некоторые электроны в Газе освобождаются, оставляя после себя положительно заряженное ядро, называемое Ионом. Отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ионы позволяют газу проводить электричество. Этот стеклянный шар содержит плазму-горячий ионизированный газ, вырабатываемый электрическим током. Когда вы кладете руки на стекло, они притягивают свободные электроны, поэтому кажется, что плазма движется к вам.

В школах нас учат, что все вещества имеют три основных вкуса или состояния материи: твердое, жидкое и газообразное. Но они ошибаются! Есть еще четвертый аромат под названием плазма (и пятый, называемый конденсатом Бозе-Эйнштейна, который мы здесь не будем рассматривать, но который принес трем ученым Нобелевскую премию по физике за 2001год ). Что же такое плазма и как она соотносится с твердыми телами, жидкостями и газами?

Предположим, у вас есть кусок замерзающего холодного льда (твердый). Нагрейте его немного, и вы получите жидкость (воду). Нагрейте его еще немного, и очень скоро у вас будет газ (пар). Чем больше тепла вы поставляете, тем больше энергии вы вводите. Чем энергичнее молекулы (или атомы) есть, тем дальше друг от друга они могут толкаться и тем больше они двигаются. В твердом теле как вода, молекулы крепко связаны вместе; в жидкой воде, молекулы свободно перемещаются мимо друг друга (вот почему вода может залить и потока); в паровой (газообразной воды), молекулы совершенно бесплатно друг друга и имеют столько энергии, что они рассредоточились, чтобы заполнить все доступное пространство.

Но что произойдет, если вы не остановитесь на достигнутом? Что, если вы продолжите нагревать газ? Молекулы и атомы внутри него распадаются, высвобождая часть своих электронов, так что они свободно перемещаются внутри и вокруг него. Когда атомы распадаются подобным образом, они образуют положительно заряженные частицы, называемые ионами. Смесь положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных электронов в плазме превращает ее в своего рода горячий суп, который очень легко проводит электричество. Вот что мы подразумеваем под плазмой. Это особый тип газа, в котором некоторые атомы превратились в ионы (ионизированный газ, другими словами).

Как плазменный телевизор создает свою картинку

Если вы читали наши статьи об энергосберегающих люминесцентных лампах (также известный как CFLs) и неоновые лампы (лампы, которые делают яркие цветные дисплеи на наших улицах), вы узнаете, как они делают свет, жужжа электричеством через газ. Представьте себе, что вы построили телевизионный экран из миллионов микроскопически крошечных КЛЛ или неоновых ламп, каждая из которых может быть включена или выключена очень быстро, по мере необходимости, с помощью электронной схемы, чтобы управлять всеми отдельными пикселями (освещенными, цветными квадратами) на экране. Это в значительной степени то, как работает плазменный телевизор , и он очень отличается от других видов телевидения технология: в обычном (электронно-лучевом) телевизоре изображение создается путем сканирования электронного луча взад и вперед по экрану , обработанному химическими веществами, называемыми люминофорами; в ЖК-телевизоре (жидкокристаллическом телевизоре с дисплеем) поляризационные кристаллы заставляют световые лучи изгибаться, чтобы включать и выключать пиксели.

Пиксельные ячейки в плазменном телевизоре имеют много общего как с неоновыми лампами, так и с КЛЛ. Подобно неоновой лампе, каждая ячейка заполнена небольшим количеством неонового или ксенонового газа. Как и CFL, каждая клетка покрыта изнутри люминофорными химикатами. В CFL люминофор-это Меловое белое покрытие на внутренней стороне стеклянной трубки, и он работает как фильтр. Когда электричество поступает в трубку, атомы газа разбиваются о нее и генерируют невидимый ультрафиолетовый свет Покрытие из белого люминофора превращает этот невидимый свет в видимый белый свет. В плазменном телевизоре клетки немного похожи на крошечные КЛЛ, только покрытые люминофорами, которые являются красными, синими или зелеными. Их задача состоит в том, чтобы взять невидимый ультрафиолетовый свет, производимый неоновым или ксеноновым газом в клетке, и превратить его в красный, синий или зеленый свет, который мы действительно можем видеть.

Кто изобрел плазменные экраны?

Первый практический плазменный экран был разработан в 1960-х годах Дональдом Битцером, Хайрамом Слоттоуи Робертом Уилсоном из Иллинойского университета в рамках образовательной компьютерной системы под названием Платон Это одна из собственных иллюстраций Битцера его изобретения из его первоначального патента, который был подан в 1966 году и в конечном итоге выдан в 1971 году. Как и на моей иллюстрации выше, вы можете видеть, что экран состоит из нескольких газонаполненных «мини-ячеек» дисплея (оранжевые пятна в центральной синей секции). Спереди и сзади расположены два набора электродов, один из которых работает горизонтально, а другой вертикально. Каждая газовая мини-ячейка («капля») в экране может быть запущена путем включения соответствующей пары электродов с обеих сторон. Поскольку каждая мини-ячейка может быть только включена или выключена, этот экран может отображать монохромные изображения, но не цветные.