فكرة عمل التلفزيون Television

يعتبر التلفزيون واحد من أهم القوى المؤثرة في العصر الحالي حيث يمكنك من خلاله معرفة الأخبار السياسية والأوضاع الاقتصادية وأخبار الرياضة والطقس أو قد تستخدمه للتسلية ومشاهدة البرامج الترفيهية فقد وجد انه في المتوسط يقضي الناس ما بين ساعتين إلى خمس في مشاهدة التلفزيون كل يوم. هل فكرت يوما في التكنولوجيا التي أنتجت مثل هذا الجهاز وكيف يمكن لمئات من القنوات أن تصل لبيتك تحمل أحداثا كاملة الحركة والصوت وغالبا مجانا؟ ما هي الإشارة التي تبثها محطات الإرسال وكيف يستقبلها جهازك و يفك شيفرتها ليحولها إلى صورة متحركة؟ إن كنت تساءلت يوما حول كل هذا أو حتى حول شاشة كمبيوترك قد تجد هنا تفسيرا.

دعنا نبدأ ببعض الملاحظات السريعة حول الدماغ حيث توجد حقيقتين مدهشتين حوله انبثقت منهما فكرة عمل التلفزيون. ابدأ بمشاهدة هذه اللقطات . هذه عينة من فيديو منزلي تظهر طفل يلعب.تم تشفير هذا المشهد وتحويله من لقطة فيديو إلى شكل ملف MPEG مما يجعل من الممكن أن تشاهده على جهاز كمبيوترك.

الحقيقة الأولى هي انك إذا قسمت صورة كاملة إلى مجموعة من النقاط الصغيرة المتقاربة سيقوم الدماغ بإعادة تجميع هذه النقاط ليكون منها من جديد صورة ذات معنى.

الطريقة الوحيدة التي يمكنك من خلالها أن تدرك إن هذا هو ما يحدث هو أن تبعثر نقاط الصورة بحيث لا يستطيع الدماغ تجميعها من جديد كما في الصورة التالية. الآن معظم الأشخاص الذين يجلسون قريبا جدا من شاشات الكمبيوتر لن يمكنهم معرفة ماهية هذه الصورة لان النقاط كبيرة لدرجة لا يستطيع معها الدماغ تجميعها و إدراكها. إذا وقفت على بعد 15 قدم من شاشة الكمبيوتر ستعرف إن الصورة هي لوجه الطفل لأنك حين تبتعد تصغر النقاط بدرجة كافية لان يصبح الدماغ قادرا على إعادة تجميعها و إدراكها.

كلا من صور التلفزيون والكمبيوتر وكذلك الصور في الصحف والمجلات تعتمد على هذه الحقيقة. وهي قدرة الدماغ على تجميع النقاط الصغيرة الملونة فتقطع أي صورة إلى الآلاف من النقاط الملونة هذه النقاط على شاشة الكمبيوتر أو التلفزيون تسمى pixel حيث أن قدرة تحليل (resolution) شاشة كمبيوترك قد تكون 600×800 بكسل أو 1024×768 بكسل.

الحقيقة الثانية المرتبطة بالتلفزيون حول الدماغ هي أنك إذا قسمت أي مشهد متحرك إلى مجموعة متتابعة من الصور الثابتة ثم عرضت هذه الصور في تتابع سريع جدا سيقوم الدماغ بتجميعها ليعيد تكوين المشهد المتحرك.

على سبيل المثال انظر إلى هذه الصور الأربعة من ذلك الفيديو المنزلي. كل صورة تختلف عن الصورة التالية اختلافا طفيفا بعرض 15 أو أكثر من هذه الأطر أي الصور الثابتة في الثانية الواحدة سيقوم الدماغ بتجميعها ليكون منها مشهد متحرك. لاحظ أن 15 هو الحد الأدنى المقبول حيث إن اقل من ذلك سيكون مشهد متقطع.

عندما تحمل و تشاهد ملف MPEG الذي قدم لك في بداية هذا المقال ستتم هاتان العمليتان معا حيث يقوم دماغك بتجميع النقاط المختلفة لكل صورة ثابتة ليكون منها صورة كاملة ثم يقوم بتجميع الصور الثابتة المتلاحقة ليكون منها مشهد متحرك. بدون هاتان الحقيقتان ما كان ليكون هناك تلفزيون بالشكل الذي نعرفه الآن. لنرى الآن ما هو التلفزيون.

أنبوبة أشعة المهبط cathode ray tube
تعتمد معظم أجهزة التلفزيون المستخدمة هذه الأيام على جهاز يسمى أنبوبة أشعة المهبط (CRT) لعرض الصور والذي يتكون من أنبوبة مفرغة من الهواء بها الكاثود والأنود والشعاع الإلكتروني والشاشة الفسفورية.

مصطلح مصعد (anode) يستخدم للدلالة على الطرف الموجب بينما المهبط (cathode) يستعمل للدلالة على الطرف السالب. في أنبوبة أشعة المهبط يكون المهبط عبارة عن فتيل ساخن (يختلف كثيرا عما تشاهده في المصابيح) موضوع في أنبوب مفرغ من الهواء). الشعاع هو عبارة عن قناة من الالكترونات تنطلق من المهبط المتوهج. بما أن الالكترونات تحمل شحنة سالبة فهي تنجذب نحو المصعد لأنه موجب. في أنبوبة أشعة المهبط المستخدمة في التلفزيون تتركز الالكترونات أولا بواسطة أنود ثم تسرع بواسطة أنود آخر. هذا الشعاع الرفيع السريع من الالكترونات يسقط على شاشة مسطحة عند الطرف الآخر للأنبوب. هذه الشاشة مطلية بالفوسفور و الذي يتوهج عندما تصطدم به الالكترونات.

الصورة التي تخص الحقيقة الأولى

أنبوبة أشعة المهبط

خريطة المهبط

إذا نظرت إلى أنبوبة أشعة المهبط في تركيبها الأساسي الموضح بالرسم أدناه ستجد أنها لا تحتوي على أي وسيلة لتوجيه الالكترونات فالشعاع دائما سيسقط على نقطة صغيرة في منتصف الشاشة. لهذا السبب تلاحظ إن أنبوب أشعة الكاثود المستخدم في أجهزة التلفزيون يكون دائما ملفوف بملفات نحاسية كما هو واضح في الصورة المقابلة. عندما يمر تيار كهربي في الملفات النحاسية يتولد عنه مجال مغناطيسي يمكنه أن يوجه شعاع الالكترونات حسب اتجاه و شدة التيار المار به.

يوجد دائما مجوعتين من الملفات المجموعة الأولى تتحكم في المسار الأفقي لشعاع الالكترونات ويكون مصدر التيار الذي يغذي هذا الملف النحاسي هو الشعاع الكهرومغناطيسي المرسل من محطة الإرسال ويحمل خصائص الصورة وعندما يصطدم بالهوائي (antenna) يتحول إلى إشارة كهربية و بذلك تنتقل لنا الصورة.