^^<<>>Esame di fisica. Indirizzo Scientifico Tecnologico Progetto Brocca. A.S. 2004 tema 2.

 

Cinescopio CRT. 2004 tema 2.

Le immagini che si formano sullo schermo di un apparecchio televisivo sono generate dall'interazione tra un fascio di elettroni veloci e i fosfori depositati sulla superficie interna dello schermo stesso. Gli elettroni provengono dalla sezione posteriore del tubo catodico dove un filamento metallico e' portato all'incandescenza.

Nella figura e' schematicamente rappresentato un tubo catodico in cui sono visibili: due generatori di tensione continua (G1 per l'alta tensione e G2 per la bassa tensione), il filamento riscaldato (Fil ), il collimatore del fascio elettronico (Coll ) formato da due piastrine metalliche forate e parallele, lo schermo S, la zona Z dove gli elettroni sono deviati da un campo magnetico.

  1. Spieghi perche' l'alta temperatura del filamento favorisce l'emissione di elettroni. 
  2. Spieghi perche' i fosfori depositati sulla superficie dello schermo emettono luce quando interagiscono con gli elettroni veloci del tubo catodico.
  3. Il candidato descriva e commenti:
    1. le funzioni e le polarita' dei generatori G1 e G2
    2. in quale zona del tubo catodico l'intensita' del campo elettrico e' elevata e dove, invece, e' trascurabile.
  4. Nell'ipotesi che la differenza di potenziale tra il filamento e il collimatore sia ∆V = 30 kV, il candidato calcoli:
    1. l'energia cinetica acquistata dagli elettroni nel loro percorso tra Fil e Coll, espressa in elettronvolt e in joule;
    2. la velocita' degli elettroni al loro passaggio attraverso il collimatore (ipotesi classica), commentando il risultato per quanto riguarda gli eventuali effetti relativistici.
  5. Con riferimento alla figura 1b, che rappresenta la vista anteriore dello schermo, e nell'ipotesi che il campo magnetico nella zona Z sia uniforme, il candidato disegni il vettore B necessario, ogni volta, per far raggiungere al fascio di elettroni i punti A, B, C, D sullo schermo.
  6. Il candidato si riferisca ora alla figura 2 dove tt e' la traiettoria del fascio elettronico, r e' il raggio dell'arco di traiettoria compiuto all'interno di Z, δ e' l'angolo di deviazione del fascio elettronico. Si supponga che l'angolo di deviazione sia δ= 30° e che il campo magnetico sia uniforme all'interno della zona sferica Z, di raggio RZ = 4 cm, e nullo altrove. 
    Il candidato calcoli l'intensita' del vettore B che porta a tale angolo di deviazione e ne indichi la direzione e il verso, osservando che lo schermo e' perpendicolare al piano del foglio. Nella figura 2 l'angolo δ e' stato disegnato piu' grande di 30° con lo scopo di rendere l'immagine piu' compatta per facilitarne lo studio.