 โครงสร้างอิเล็กตรอนของโลหะ |
วิถีทางเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน |
| แสงออโรราเหนือ |
โทรทัศน์สมัยเริ่มแรก |
| การสร้างภาพ |
|
ถึงแม้โลหะจะมีอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ได้เป็นจำนวนมากก็ตามแต่ขณะอุณหภูมิปกติมีอิเล็กตรอนเพียงไม่กี่ตัว
เท่านั้นที่มีพลังงานเพียงพอที่จะ แตกตัวเป็นอิสระจากการดึงดูดขอไฟฟ้าซึ่งยึดมั่นไว้ภายในวัสดุการให้
ความร้อน แก่โลหะสูงพอประมาณ (เย็นกว่าไส้หลอดไฟ)ทำให้อิเล็กตรอนภายใน ตัวมันมีพลังงานที่แตกต่างกัน
อย่างมากมาย ดังนั้น อิเล็กตรอนจำนวนมากจึงสามารถหนีหลุดออกไปสู่ที่ว่างได้
ครั้นเมื่อเป็นอิสระแล้วและ ถ้าเกิดขึ้น ในสูญญากาศซึ่งไม่มีอะไรขวางกั้น
ไฟฟ้าหรือสภาวะแม่เหล็กจะดำเนินการให้กลายเป็นกระแสไฟฟ้าที่ ควบคุมได้ เรื่องนี้เป็นหลักการพื้นฐานของหลอด
วิทยุ ซึ่งครั้งหนึ่งเคยนันบว่าสำคัญยิ่ง ในด้านอิเล็กทรอนิกส์ และ
สำหรับหลอดรังสีแคโทดยังคงถือกันว่าทำให้เกิดภาพโทรทัศน์ที่ดีที่สุด
อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าและสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นได้
สนามแม่เหล็กอื่น จะส่งผลกับสนามนี้และทำให้เกิดทางเดิน เปลี่ยนแปลงไปจากรูปเกลียวขดแบบที่ใช้ใน
แมกนิตรอน ไปเป็นเส้นตรงแบบที่ใช้ในไคลส์ตรอนกำลังสูง (Klystron)
ภาพท้องฟ้ายามราตรีอันน่าตื่นตานี้จะพบเห็นกันได้ที่บริเวณใกล้ขั้วโลกปรากฎการณ์นี้เกิดจาก
อิเล็กตรอนและโปรตอนที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมา ไปกระทบกับชั้นบรรยากาศระดับสูง
แล้วถูกกักไว้ในสนามแม่เหล็กโลก
กล้องโทรทัศน์อาศัยเลนส์กราดเก็บภาพแล้วจึงเปลี่ยนภาพ
ไปเป็นสัญญาณข้อมูลส่งไปทางสายเคเบิล เพื่อให้ได้รายละเอียดและการเคลื่อนไหวที่ตรงตามความเป็นจริง
ทั้งหมดนี้จะต้องเป็นไปอย่าง รวดเร็ว ในช่วง ทศวรรษ 1930 ขณะที่มีการพัฒนาโทรทัศน์อยู่ก็ทำได้
เพียงแค่ลำของอิเล็กตรอน ที่สามารถเคลื่อนที่ได้เร็วพอเท่านั้น
ในกล้องโทรทัศน์อีมิตรอน
(Emitron) เครื่องนี้มีลำอิเล็กตรอนสำหรับ กราดเก็บภาพ ที่ยิงออกมาจาก "ปีน"ที่ปลายหลอดเอียงและสนาม
แม่เหล็ก จะคอยควบคุมให้มันกราด ไปบนเพลตภาพ การยิงลำแสงไปบนสนามแม่เหล็กในช่วงเวลาสั้น
ๆจะมีผลให้เบนลำ อิเล็กตรอนแนวตรงจาก แนวหนึ่งไปสู่อีกแนวหนึ่ง ถ้าเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็ก
ในแบบอย่างที่เหมาะสมแล้วจะทำให้ลำอิเล็กตรอนกราดอยู่ภายในกรอบ พื้นที่สี่
เหลี่ยมผืนผ้า เพลตภาพถูกปิดทับด้วยเม็ดกลมขนาดเล็กจิ๋วมากหลายพันเม็ด ซึ่งประกอบด้วยโลหะผสมของเงินและซีเซียมและมีชั้นฉนวนบาง
ๆคั้นแยกจากเพลต โลหะด้านหลัง ทั้งหมดนี้ประกอบกันเป็น ตัวเก็บประจุชนิดไวแสง
ซึ่งจะทำหน้าที่ประจุแสงของภาพ ไว้ขณะที่ลำอิเล็กตรอน สัมผัสตัวเก็บ ประจุแต่ละตัวทำให้ครบวงจร
มันจะคายประจุแต่ละตัวทำให้ครบวงจร มันจะคายประจุส่งกระแสไปยังเครื่องขยาย
กระแสไหลมากขึ้น เมื่อภาพสว่างมากขึ้น
