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Nachdem ich im letzten Jahr über einen Versuch aus dem Physiklabor geschrieben habe, geht es heute mal um ein Gerät, das ich im Labor kennengelernt habe und mit dem mich eine Hassliebe verbindet, wie ich sie sonst nur von sehr, sehr scharfem Essen kenne.
Ich wünschte, ich könnte eine andere, wissenschaftliche Arbeit meinerseits präsentieren. Meine wissenschaftliche Karriere beschränkt sich zurzeit leider noch immer ausschließlich auf diese Laborversuche, sowie eine Langzeitstudie, in der ich rausfinden will, ob ein Leben auf Basis von Coffein und Tiefkühlpizza möglich ist.
Aber genug von mir. Reden wir lieber über das Gerät, um das es heute gehen soll. Nämlich um ein Oszilloskop. Genauer: Ein analoges Oszilloskop (wer sein Oszilloskop liebt, nennt es auch gerne „Oszi“. Oder Helena). Die Dinger gibt es mittlerweile auch als digitale Variante, welche die analogen Oszilloskope praktisch vollständig vom Markt verdrängt haben.
Wunderschön und so analog! Der Mittelpunkt meines Textes.
Man benutzt Oszilloskope, um elektrische Spannungen im Verlauf einer Zeit zu messen, damit sind Oszilloskope in der Elektrotechnik Messgeräte, ohne die eigentlich gar nix geht.
Kernstück des Oszilloskops ist die sogenannte „Kathodenstrahlröhre“, die 1897 vom Physiker und Nobelpreisträger Karl Ferdinand Braun entwickelt wurde und deshalb auch „Braun’sche Röhre“ heißt (und nicht „Brown’sche Röhre“, wie ich lange Zeit annahm…).
Ich persönlich würde die Leistung eines weiteren Mannes als beinahe bedeutender anrechnen. 1906 hatte Max Dieckmann nämlich die großartige Idee, diese Kathodenstrahlröhre als Bildgeber für Röhrenfernseher zu verwenden. Dafür liebe ich ihn. Um zu verstehen, wie eine Kathodenstrahlröhre (und damit auch ein Oszilloskop, bzw. ein Fernseher) funktioniert, versetzen wir uns mal in die Lage eines jungen, ambitionierten Elektrons, das seinen Weg durch diese Röhre antritt:
Seinen Weg beginnt das Elektron in dem, was im obigen Bild salopp als „Heizung“ bezeichnet wird. Genauer gesagt, handelt es sich bei der „Heizung“ um eine sogenannte „Glühkathode“. Das „Steuergitter“ drum herum, wird auch als „Wehneltzylinder“ bezeichnet. Die Glühkathode ist im Prinzip nichts anderes als ein aufgewickelter Draht, durch den Elektronen fließen, sobald man sie unter Strom setzt, also sobald man das Gerät einschaltet. Dabei beginnt der Draht übrigens auch extrem hell zu glühen (ich würde euch übrigens nicht empfehlen, dabei absichtlich in diese Kathode zu schauen. Ich würde euch auch nicht empfehlen, versehentlich in diese Kathode zu schauen. Ich würde euch auch nicht empfehlen, eure Kleidung am Körper zu bügeln).
Man könnte das Prinzip fast mit einer Glühbirne vergleichen. Nur mit einem Unterschied: Die Glühkathode wird auf mehrere hundert Grad aufgeheizt, was den Elektronen genügend Energie zur Verfügung stellt, um den Draht zu verlassen (es gibt auch Glühkathoden, die mit einem Gas gefüllt sind, welches durch die hohe Energie ionisiert wird, kommt aber am Ende auf’s gleiche raus), diese Elektronen bezeichnet man dann auch als „freie“ Elektronen. Und wer es genauer wissen will: Die Mindesttemperatur zur Erzeugung dieser freien Elektronen beträgt rund 627°C und die Auslösearbeit für Elektronen liegt zwischen 1 und 6 eV (also zumindest, falls ich meine Handschrift korrekt dechiffriert hab).
Jetzt gibt es da aber ein kleines Problem. Die Elektronen treten ja nicht an einer bestimmten Stelle aus, sondern überall dort, wo sie gerade lustig sind. Bis man da mal ein Elektron hat, das in die gewünschte Richtung, also in Richtung Bildschirm, fliegt, muss man schon Geduld mitbringen. Ein anständiges Bild bekommt man so natürlich nicht.
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