Запоминающая трубка. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Запоминающая трубка - электронно-лучевой прибор, служащий для записи и хранения временной последовательности электрич. сигналов с последующей их визуализацией в виде двумерного изображения (3. т. с видимым изображением) или с их преобразованием в новую последовательность сигналов (запоминающие электронно-лучевые преобразователи электрич. сигналов). В первом случае 3. т. предназначены для отображения в течение достаточно длит. времени однократно записанной информации, носителем к-рой являются сигналы, напр., осциллограммы к--л. электрич. процесса, цифро-буквенных и графич. данных с ЭВМ и т. п. Во втором - 3. т. служат для задержки, сравнения и изменения порядка или темпов следования сигналов, в частности для преобразования радиолокац. изображений в изображения телевизионной структуры (преобразователи вида развёрток), для накопления сигналов с целью выделения их на фоне случайных помех и т. д. В большинстве 3. т. запоминание сигналов осуществляется накоплением электрич. зарядов, вносимых остросфокусированным пучком электронов, на ёмкостных элементах двумерной накопит. мишени М (обычно тонкий слой диэлектрика на проводящей подложке, часто сетчатой; рис. 1). Нек-рые 3. т. с видимым изображением способны отображать информацию, содержащую неск. уровней яркости (полутоновые). В других - яркость свечения экрана может иметь только два уровня (бистабильные). Полутоновые 3. у. На подложку мишени М (рис. 1) подаётся положит. импульс напряжения, и вся мишень облучается широким потоком электронов небольшой энергии, создаваемым электронным воспроизводящим прожектором (ВП).

Рис. 1. Схематическое изображение запоминающей трубки: ЗП - записывающий прожектор; ВП - воспроизводящий прожектор; ОС - отклоняющая система; Коллектор, М - мишень; Э - люминесцентный экран.

При этом потенциал поверхности диэлектрика понижается до потенциала катода ВП, а после окончания импульса на подложке оказывается отрицательным относительно подложки на величину, при к-рой электроны ВП не могут проникать через ячейки мишени на расположенный за ней положительный люминесцентный экран (потенциал запирания U₃). При записи остросфокусированный пучок быстрых электронов, создаваемый записывающим прожектором с помощью отклоняющей системы, последовательно направляется в нужные точки мишени, создавая на отрицат. фоне положит. потенциальный рельеф, т. к. на облучаемых участках диэлектрик покидает больше вторичных электронов (отбираемых коллекторной сеткой), чем вносится первичных электронов пучком (см. Вторичная электронная эмиссия ).Глубина потенциального рельефа DU зависит от тока пучка, но нигде не достигает потенциала катода ВП. Заряд, накопленный на элементарных ёмкостях между подложкой и поверхностью диэлектрика, и создаваемый ими потенциальный рельеф сохраняются долго. При воспроизведении широкий воспроизводящий поток не попадает непосредственно на диэлектрик и не стирает записанный рельеф, т. к. на всех участках мишени потенциал диэлектрика ниже потенциала катода ВП, но может проходить на экран, вызывая его свечение, через те ячейки мишени, у к-рых в результате записи потенциал диэлектрика выше U₃(рис. 2). В процессе воспроизведения потенциальный рельеф постепенно (за 1-5 мин) разрушается вследствие осаждения на мишень положит. зарядов от ионизации остаточных газов.

Рис. 2. Зависимость яркости свечения экрана Э от потенциала диэлектрика.

Стирание осуществляется ВП при подаче на подложку мишени положит. импульса как при подготовке. Периодич. подачей коротких импульсов стирание может производиться постепенно с регулируемой скоростью в процессе обновления информации. Бистабильные 3. т. Потенциал диэлектрика мишени может иметь два значения - потенциал катода ВП на участках с отсутствием записи и устойчивый положит. потенциал, несколько более высокий, чем потенциал коллекторной сетки на участках, в к-рых произведена запись. Устойчивость этого потенциала обусловлена тем, что выбиваемые электронами воспроизводящего потока вторичные электроны при коэф. вторичной эмиссии s>1 отбираются коллектором лишь в том кол-ве, к-рое равно числу приходящих первичных. Остальные, относительно медленные вторичные электроны возвращаются на мишень тормозящим полем между диэлектриком и коллектором. Воспроизводящий поток проходит через мишень на экран при обоих потенциалах диэлектрика и создаёт яркое изображение записанной информации на слабо светящемся фоне. Существуют бистабильные 3. т. без сеток, в к-рых запоминающие свойства мишени приданы самому экрану (с особой структурой). Они имеют небольшую яркость (~20 кд/м²), но обладают высокой разрешающей способностью, необходимой для отображения большого объёма знаковой и графич. информации. В бистабильных 3. т. однократно записанная информация может воспроизводиться неограниченно долго (табл. 1).

Табл. 1. -Запоминающая трубка с видимым изображением

Запоминающие преобразователи электрических сигналов. Наиб. распространены однолучевые 3. т. с кремниевой мишенью (л и т о к о н ы) и двухлучевые преобразователи с возбуждённой проводимостью (г р а ф е к о н ы). В литоконах запись, считывание и стирание информации производятся последовательно одним и тем же электронным пучком с изменением энергии электронов. Накопит. мишень образована диэлектрич. мозаикой Si₂O на сплошной подложке Si. Открытые участки Si служат коллектором вторичных электронов при записи потенциального рельефа быстрыми электронами и выходным электродом, с к-рого снимается электрич. сигнал при чтении, когда записанный на островках Si₂O отрицат. потенциальный рельеф управляет долей пучка медленных электронов, достигающих кремниевых перемычек между ними. Считывание не стирает записанной информации, т. к. во время этого процесса диэлектрич. мозаика отрицательна по отношению к катоду электронного прожектора и электроны пучка не попадают на диэлектрик. Однократно записанная информация может считываться в виде электрич. сигнала десятки минут в произвольном порядке и с произвольной скоростью. В графеконе мишень состоит из тонкой плёнки металла на основе в виде мелкоструктурной металлич. сетки и тонкого слоя диэлектрика, нанесённого с одной стороны этой плёнки. Записывающий прожектор и его отклоняющая система расположены со свободной от диэлектрика стороны мишени, считывающий со своей отклоняющей системой - с другой. Перед записью в результате предшествующего считывания открытая поверхность диэлектрика приобретает потенциал, отличный от потенциала металлич. подложки. Запись ведётся пучком электронов с энергией (10-16 кэВ), достаточной для проникновения через металлич. плёнку и всю толщину диэлектрика. На облучаемых участках благодаря образованию в диэлектрике электронно-дырочных пар возбуждается проводимость и потенциал поверхности диэлектрика приближается к потенциалу подложки. Образуемый потенциальный рельеф модулирует отбор вторичных электронов при бомбардировке диэлектрика считывающим пучком электронов, энергия к-рых недостаточна для возбуждения проводимости. Эта модуляция является выходным сигналом. В процессе считывания потенциал диэлектрика постепенно возвращается за счёт вторичной эмиссии к исходному значению, поэтому отд. операция стирания в графеконе отсутствует.

Табл. 2 -Запоминающие преобразователи электрических сигналов

Два пучка позволяют вести запись и считывание сигналов одновременно при различных законах и скоростях отклонения обоих пучков (табл. 2).

Литература по запоминающая трубкам

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.