Wie funktioniert ein Röhrenfernseher?
Mich würde echt interessieren, wie sowas funktioniert. Ich zerlege grade einen Röhrenfernseher (seit Monaten nicht mehr in Betrieb, somit keine Gefahr wegen der Hochspannung), und ich würde gerne wissen, warum auf der Rückseite des Geräts steht "die in diesem Gerät entstehende Röntgenstrahlung ist ausreichend abgeschirmt" (Foto unten eingeblendet).
9 Antworten
Wenn Du gut gesprochenes Englisch (bzw. "Amerikanisch") verstehst, dann schau mal bei "Technology Connections" rein.
https://www.youtube.com/watch?v=l4UgZBs7ZGo&list=PLv0jwu7G_DFUGEfwEl0uWduXGcRbT7Ran
Der erklärt das sehr gut! Der hat auch viele andere Videos, z.B. Videorekorder/Laserdisc Funktionsweise und wie der "Krieg der Formate" (VHS/Beta/Laserdisc) verlaufen ist und warum der so verlief.
Dann von einem Briten in den 1980ern als BBC "Channel 4" Fernsehserie, "The secret life of machines" wo u.A. der Videorekorder sehr gut mit allem drum und dran erklärt wird. Zum Beispiel demonstriert der wie man magnetische Aufzeichnungen macht in dem er einen Elektromagneten neben eine laufende Bandsäge hält und dann bastelt der ein Magnetband selber aus Klebeband und Rostpulver. Auch absolut genial wie er seine Drehbank in ein analoges Faxgerät verwandelt.
https://www.youtube.com/watch?v=KDpNQQqdSh8&list=PLByTa5duIolYRtq45Cz_GmtzfWJyA4bik
(Sry, habe die Watchlist angegeben, GF zeigt nur das erste Video. Schau Dir das am besten direkt auf YT an um die Episoden aussuchen zu können)
Aber zurück zur Frage:
Elektronen haben eine wichtige Eigenschaft ohne die stabile Atome nicht existieren könnten. Die schwirren ja auf einer Umlaufbahn um den Atomkern herum. Die Geschwindigkeit ist entscheidend, genau wie bei einer Umlaufbahn eines Modes um Planeten. Wird der Mond zu langsam stürzt er ab, wird er zu schnell, verschwindet er in den Weltraum.
Das ist bei Elektronen auch so. Durch Wärme bewegen sich die Atome, sie "kollidieren" miteinander. Bei der Kollision kommt kein Kontakt zustande, die Atome stoßen sich vorher über die Feldkräfte die die Elektronen erzeugen ab. Dabei nehmen die Elektronen aber Energie auf und werden in ihrer Umlaufbahn schneller! Also zu langsam werden die nie, aber zu schnell, das werden die sehr oft!
Wird ein Elektron zu schnell und droht aus dem Atomverbund herausgeschleudert zu werden, hat es einen "Trick" um die Energie der Bewegung los zu werden. Es "Erfindet" einfach ein Photon, dazu ist eine bestimmte Menge an Energie notwendig die das Photon dann mit nimmt.
Je mehr Energie das Elektron zu viel hat, desto mehr Energie hat das Photon. Deswegen gibt man Farben in Temperaturen (Kelvin) an. Je höher die Temperatur eines Körpers, desto heftiger die "Kollisionen" der Atome. Wie heftig ein Atom kollidiert ist eine statistische Verteilung, auch in einem heißen Körper finden auch schwache Kollisionen statt. Aber je heißer, desto heftiger die "schlimmsten" Kollisionen. So entstehen Photonen mit geringer Energie bis zu Photonen mit hoher Energie entsprechend der Temperatur des Körpers.
Die geringste Energie haben Infrarote Photonen, deswegen nennt man das auch Wärmestrahlung. Die tritt ab ca. -40°C auf. Ab ca. 900K sind viele der Photonen so energiereich, dass man die als Rot gerade so wahrnehmen kann. genauer nachlesen kannst Du das unter dem Begriff "Planksches Strahlungsgesetz". Schmiede haben die Farbe in der das Metall glüht benutzt um zu wissen ob es heiß genug ist lange bevor jemand darüber nachgedacht hatte wie man Temperaturen messen kann bzw. was das überhaupt ist.
Und nach der UV-Strahlung kommt dann Röntgenstrahlung, Gammastrahlung usw.
Außer der Sonne ist nichts so heiß, dass es Röntgenstrahlung erzeugen könnte. Die Atome zerfallen vorher zu Plasma. Röntgenstrahlung erzeugt man in dem man ein Elektron sehr schnell macht und dann schlagartig abbremst. Deswegen ist Röntgenstrahlung auch als "Bremsstrahlung" bekannt.
Und genau das passiert im Fernseher. Der Elektronenstrahl trifft auf den Bildschirm!
Bei Oszilloskopen und Schwarz/Weiß Fernsehern braucht man nicht viel Energie im Elektronenstrahl, der ist langsam und schwach, es entsteht so gut wie keine Röntgenstrahlung. Bei Farbe wird der Bildschirm in drei Bereiche mit Rotem, Grünen und Blauen Phosphor unterteilt, der Strahl trifft also weniger als ⅓ der Fläche, also muss er stärker treffen um diese Fläche hell genug leuchten lassen zu können. Noch schlimmer, das Unterteilen wird mit einer Schattenmaske gemacht, die schluckt mindestens ⅘ des Strahls. Also muss der Strahl 5 bis 10 mal so stark sein um ein helles Bild zeichnen zu können (je nach Phosphorfarbe). Da der Strahl aber nicht dicker sein darf um ein scharfes Bild zu zeichnen muss er schneller sein um genug Energie zu enthalten. Während ein kleines S/W Gerät oder Oszilloskop mit max 8kV beschleunigt, beschleunigt ein kleiner Farbfernseher mit ca. 20kV, ein Großbildfernseher (oder Projektion) sogar bis 50kV!
Jetzt ist genug Energie in den Strahlelektronen um Röntgenstrahlung zu erzeugen wenn die irgendwo aufprallen. Das meiste entsteht beim Aufprall auf die Schattenmaske, die ist aus Metall und so geht die Strahlung fast nicht nach vorne sondern fast nur nach hinten. Wenn Du Dir die Röhre genau anschaust wirst Du einen dicken, schwarzen Überzug finden, das ist die Röntgenstrahlungs Abschirmung, die besteht vor allem aus Blei, deswegen die seltsame Farbe.
Was doch nach vorne geht und der Aufschlag auf die Farbschicht des Bildschirms wird vom Glas absorbiert, Farbfernsehröhren werden aus Bleihaltigem Glas gemacht. Die dennoch durchgehende Strahlung ist sehr gering, etwas weniger als die Röntgenstrahlung die man im Freien durch die Sonne abbekommt. Das alte "Fernsehen ist schädlich, geh raus zum spielen" bewirkt strahlungstechnisch genau das Gegenteil!
Noch "härtere" Strahlung muss anders erzeugt werden. Nicht nur ein Aufprall erzeugt eine Beschleunigung sondern auch eine "Kurvenfahrt". Kennt man vom Auto, fährt man schnell in eine enge Kurve, sind die Insassen einer seitlichen Beschleunigung ausgesetzt. In einem Zyklotron (Ein einfacher Teilchenbeschleuniger) rasen Elektronen mit irren Geschwindigkeiten auf einer sehr kleinen Kreisbahn. Die Querbeschleunigung die die Elektronen dabei erfahren ist so hoch, dass sogenannte "Zyklotronenstrahlung" entsteht.
Auch wenn es schon 2 Jahre her ist, Klasse Antwort:) Habe auf Gute Frage noch nie so eine gute Antwort gelesen, großen Dank dafür!
Das steht deshalb dort, weil in einer Bildröhre auch Röntgenstrahlung entsteht.
https://de.wikipedia.org/wiki/Kathodenstrahlr%C3%B6hre#R%C3%B6ntgenstrahlung
Das bezieht sich auf den Betrieb des Gerätes. Beim Zerlegen besteht lediglich Gefahr durch die Bildröhre die bei unsachgemässem Hantieren implodieren kann, in dieser ist ein Vakuum. Dabei gibt es einen Explosionsknall mit Russbildung und es tritt Bariumgas aus. Der Röhrenhals am hinteren Ende ist sehr dünnwandig und empfindlich, es besteht dort Bruchgefahr wenn man an den Rohrschellen rumhantiert um die Abschirmung zu entfernen.
Ein Röhrenfernseher Erzeugt ein bild dadurch, dass Elektronen mit sehr hoher Geschwindigkeit auf einen Schirm geschossen werden. An die richtige stelle gelenkt werden sie dabei durch verschieden stark erzeugte Magnetfelder, welche die Elektronen nach links/Rechts und oben/unten lenken können. Der Aufkleber bedeutet, dass diese Elektronen nicht aus der "Bildröhre" Austreten, da "herumgeschossene Elektronen" Röntgenstrahlung und somit gesundheitsschädlich sind.
Stimmt, da war ja was😅 bei Alphastrahlung reicht sogar schon 1 Blatt papier🤪
In der Bildröhre wird eine spezielle Schicht auf der Kathode erhitzt. Durch die an der Anode (dem Bildschirm) anliegende Hochspannung gelangen Elektronen an die Anode und lassen dort einzelne Punkte leuchten. Eine magnetische Ablenkeinheit (da wo der rohrförmige Kolben der Bildröhre beginnt) lenkt die Elektronen ab, so dass ein Bild mit 652 Zeilen geschrieben werden kann.
Gleichzeitig entstehen aber auch Röntgenstrahlen beim Aufprall der Elektronen. Gut abgeschirmt gelangen sie aber nicht nach außen. Da es aber nur dann passiert, wenn so ein TV-Gerät eingeschaltet ist, ginb es die nicht beim Zerlegen.
Die Bildröhre kann, wenn die sehr trocken gelagert wurde, noch nach einigen Tagen mit bis zu 25.000 V aufgeladen sein. Da kann man schon einen gewaltigen Schreck bekommen, falls man da mit den Fingen in Berührung kommt.
Beim Hantieren mit so einer Röhre ist es sehr wahrscheinlich, dass man die dann fallen lässt.
Eine Bildröhre entlädt man, im dem ein Widerstand von der Anode zur äußeren Metallisierung gelegt wird. Aber Achtung 25kV wollen auch gern einen Gummihandschuh durchschlagen!
Eine Implosion ist durchaus mit mit einer Explosion vergleichbar. Unterschied ist, dass die Röhre in sich zusammenfällt. Dabei fliegen die Splitter nach dem Zusammenprall aber weiter und richten ähnlichen Schaden wie bei einer Explosion an. Ohne Geeignete Schutzkleidung sollte man eben nicht daran arbeiten.
Herumgeschossene Elektronen sind Alphastrahlung, eine Partikelstrahlung. Röntgenstrahlung ist eine energiereiche Radiowelle wie das Licht, nur viel energiereicher.
Die Elektronen können nicht "durchgeschossen" werden, bei Alphastrahlung reichen ein paar Blatt Papier als Abschirmung, das dicke Glas das dem Athmosphärendruck stand halten muss können die niemals durchdringen!