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Die Elektonenstrahlröhre – Braunsche Röhre
Die Elektronenstrahlröhre wird auch Braunsche Röhre genannt. Sie findet z.B. in der
Bildröhre des Fernsehers, in Anzeigeröhren in Oszillographen, Radaranlagen und EDV
Anlagen ihre Anwendung.
Die Braunsche Röhre besteht aus dem Strahlerzeugungssystem, dem Ablenksystem und dem
Bildschirm.
Aufbau:
Funktion der einzelnen Teile:
Strahlerzeugungssystem:
Katode: Die Katode ist negativ geladen. Sie besitzt Elektronenüberschuß. Durch die Heizwendel wird die Katode
indirekt erwärmt und die Elektronen, die Ladungsträger, werden aus dem Metallgitter herausgelöst(Glühemmission). Die Katode „liefert“ sozusagen die Ladungsträger.
Anode: Die Anode ist die positiv geladene Elektrode. Die
Anode bündelt die Elektronenstrahlen.
Wehneltzylinder: Der Wehneltzylinder dient der Steuerung der Intensität
des Elektronenstrahles.
Ablenksystem:
Spulen-/Plattenpaare: Das Ablenksystem ist waagerecht und senkrecht angebracht. Die Spulenpaare liegen aber außen um den
Glaskolben herum.
Die Platten/Spulen dienen dem Ablenken des Elektronenstrahls. Das System wird mit einer Spannung versehen.
Die Ablenkung des Elektronenstrahls kann auch durch
magnetische Felder erfolgen.
Bildschirm:
Der Bildschirm ist mit einer Leuchtstoffschicht bezogen. Diese Beschichtung besteht z.B. bei Fernsehbildröhren aus Zink-Kalium Sulfiden.
Die ganze Apparatur ist durch einen evakuierten Glaskolben (Röhrendiode) abgeschlossen.
Bei der Funktionsweise der Braunschen Röhre werden einige Eigenschaften der
Elektronenstrahlen ausgenutzt:
- Anregung von Leuchtstoffen zum Leuchten
- gradlinige Ausbreitung
- Ablenkung in einem magnetischen Feld
Die Funktionsweise der Braunschen Röhre
Durch die Glühemmission treten die Elektronen aus der Katode aus. Diese werden in dem
elektrischen Feld zwischen Katode und Anode gleichmäßig beschleunigt. Die Elektronen
führen eine näherungsweise gleichförmige und gradlinige Bewegung in Bildschirmrichtung
aus. Der Wehneltzylinder ( nach dem dt. Physiker Arthur Wehnelt (1871-1944) benannt)
steuert die Intensität der Elektronenstrahlen. So kann man die Helligkeit des Leuchtfleckes
auf dem Bildschirm verändern. Die Ursache liegt darin, daß zwischen Katode und
Wehneltzylinder ein veränderbares elektrisches Feld besteht. Dieses ist dem Feld zwischen
Katode und Anode entgegen gerichtet. Deshalb hemmt dieses elektrische Feld die
beschleunigende Bewegung der Elektronen. So können mal mehr (= ganz heller Fleck) und
mal weniger (= nicht so heller Fleck) Elektronen durch den Wehneltzylinder gelangen.
Die Elektronen bewegen sich dann weiter in Richtung Bildschirm zur Anode. Die Form der
Anode führt zur Bündelung der Elektronenstrahlen.
Durch die senkrecht und waagerecht angebrachten Ablenkplatten kann der Elektronenstrahl in
verschiedene Richtungen abgelenkt werden.
z.B. In einem Magnetfeld wirkt auf bewegte Ladungsträger eine Kraft. So kann der
Elektronenstrahl nach oben nach unten, nach rechts oder nach links abgelenkt werden.
Trifft der Elektronenstrahl schließlich auf den Bildschirm, ensteht an dieser Stelle ein
Leuchtfleck.
Anderer Vorgang: Der von der Katode ausgehende Elektronenstrahl bewegt sich an der
seitlich angebrachten Anode vorbei, trifft dann auf den Fluorenzschirm.
Durch die Ablenkplatten wird der Elektronenstrahl dann, genauso wie oben
beschrieben, in eine bestimmte Richtung gesteuert.
Aufbau:
Quellenverzeichnis: Wissensspeicher Physik (1975), Physik in Übersichten (1987), Lehrbuch
Physik Klasse 9 (1987) (Volk und Wissen Volkseigener Verlag Berlin);
Nachschlagebücher für Grundlagenfächer Physik (1969, Fachbuchverlag
Leipzig)