صندوق يصنع صور من حساء غاز ساخن، ماذا بعد ذلك؟ السيارات التي يمكن أن تطير، والرجال على كوكب المريخ، قد يبدو الأمر وكأنه شيء من خلال روايات الخيال العلمي فلاش جوردون، ولكن تلفزيون البلازما بعيد عن الخيال العلمي، وإنه مثال رائع لكيفية تطبيق العلوم المتطورة على المشاكل اليومية لجعل حياتنا أفضل وأكثر متعة، ودعونا نلقي نظرة فاحصة على كيفية عمل تلفزيون البلازما.
ما هي البلازما ؟
في المدارس يعلموننا أن جميع المواد تأتي في ثلاث حالات أساسية أو حالات المادة، وهي المادة الصلبة والسائلة والغازية، ولكنهم مخطئون، فهناك حالة أخرى رابعة تسمى البلازما، فما هي بالضبط البلازما وكيف تتصل المواد الصلبة والسوائل والغازات؟ لنفترض أن لديك كتلة من الثلج الباردة المتجمدة (مادة صلبة)، وسخنها قليلا ستحصل على سائل (ماء)، وقم بتسخينها أكثر قليلا، وقريبا سيكون لديك غاز (بخار)، وكلما زادت الحرارة زادت الطاقة التي تضخها، وكلما كانت الجزيئات (أو الذرات) أكثر نشاطا، كلما زادت قدرتها على الدفع، وكلما تحركت أكثر، وفي الماء الصلب، ترتبط الجزيئات بإحكام، وفي الماء السائل، تكون الجزيئات حرة في التحرك فيما بينها (لهذا السبب يمكن للماء أن يصب ويتدفق)، وفي البخار (الماء الغازي) تكون الجزيئات حرة تماما من بعضها البعض ولديها الكثير من الطاقة التي تنتشر لملء كل المساحة المتاحة.
ولكن ماذا يحدث إذا لم تتوقف عند هذا الحد؟ ماذا لو واصلت تسخين الغاز؟ تتفكك الجزيئات والذرات الموجودة بداخله، وتحرر بعض إلكتروناتها حتى تتحرك بحرية داخلها وحولها، وعندما تتحلل الذرات مثل هذه، فإنها تشكل جزيئات موجبة الشحنة تسمى الأيونات، وإن مزيج الأيونات الموجبة الشحنة والإلكترونات ذات الشحنة السالبة في البلازما يحولها إلى نوع من الحساء الساخن الذي يوصل الكهرباء بسهولة بالغة، وهذا ما نعنيه بالبلازما، وإنه نوع خاص من الغازات حيث أصبحت بعض الذرات أيونات (غاز مؤين، بمعنى آخر).
كيف يصنع جهاز تلفزيون البلازما صورته ؟
إذا كنت قد قرأت مقالاتنا حول مصابيح الفلورسنت الموفرة للطاقة (المعروفة أيضا بإسم مصابيح CFL) ومصابيح النيون (المصابيح التي تصنع شاشات ملونة زاهية في شوارعنا)، فستعرف كيف تضيء من خلال طنين الكهرباء من خلال الغاز، وتخيل لو قمت ببناء شاشة تلفزيون من ملايين المصابيح الفلورية الصغيرة أو مصابيح النيون كل منها يمكن تشغيلها أو إيقافها بسرعة كبيرة، حسب الضرورة بواسطة دائرة إلكترونية للتحكم في جميع وحدات البكسل المنفصلة على الشاشة.
هذا إلى حد كبير كيف يعمل تلفزيون البلازما وهو مختلف تماما عن الأنواع الأخرى من تكنولوجيا التلفزيون، ففي التلفزيون التقليدي (أشعة الكاثود) يتم إنشاء الصورة عن طريق مسح شعاع الإلكترون ذهابا وإيابا على شاشة معالجة بمواد كيميائية تسمى الفوسفور، وفي تلفزيون LCD (تلفزيون بشاشة كريستالية سائلة)، تعمل البلورات المستقطبة على انثناء أشعة الضوء لتشغيل البكسلات وإيقاف تشغيلها.
تشترك خلايا البكسل في تلفزيون البلازما في أشياء مشتركة مع مصابيح النيون ومصابيح الفلورسنت، ومثل مصباح النيون تمتلئ كل خلية بكميات ضئيلة من غاز النيون أو غاز الزينون، ومثل CFL ، يتم طلاء كل خلية بداخلها بمواد كيميائية فوسفورية، وفي CFL يكون الفوسفور عبارة عن طلاء أبيض طباشيري داخل الأنبوب الزجاجي ويعمل كمرشح، وعندما تتدفق الكهرباء إلى الأنبوب تتحطم ذرات الغاز بداخله وتولد ضوءا غير مرئي فوق بنفسجي، ويعمل طلاء الفسفور الأبيض على تحويل هذا الضوء غير المرئي إلى ضوء أبيض مرئي، وفي جهاز تلفزيون البلازما، تشبه الخلايا إلى حد ما CFL الصغيرة المطلية فقط بالفوسفور الأحمر أو الأزرق أو الأخضر، وتتمثل وظيفتهم في أخذ الضوء فوق البنفسجي غير المرئي الناتج عن غاز النيون أو الزينون في الخلية وتحويله إلى ضوء أحمر أو أزرق أو أخضر يمكننا رؤيته بالفعل.
عمل تلفزين البلازما :
* تشبه الصورة في شاشة LCD إلى حد كبير الصورة التي تم إنتاجها بواسطة تلفزيون البلازما المصنوع من مصفوفة (شبكة) من وحدات البكسل الحمراء والخضراء والزرقاء (نقاط أو مربعات مجهرية).
* يمكن تشغيل أو إيقاف تشغيل كل بكسل على حدة بواسطة شبكة من الأقطاب الكهربائية المركبة أفقيا ورأسيا (تظهر كخطوط صفراء).
* لنفترض أننا نريد تنشيط إحدى وحدات البكسل الحمراء (تظهر مكبرة بشكل كبير في دائرة الإنسحاب باللون الرمادي الفاتح على اليمين).
* وضع الإلكترودان المؤديان إلى خلية البكسل جهدا عاليا عبرها، مما أدى إلى تأينها وانبعاث الضوء فوق البنفسجي (يظهر هنا على شكل زائد فيروزي، على الرغم من أنه سيكون غير مرئي في التلفزيون نفسه).
* يلمع الضوء فوق البنفسجي من خلال طلاء الفوسفور الأحمر في داخل خلية البكسل.
* يعمل طلاء الفوسفور على تحويل الأشعة فوق البنفسجية غير المرئية إلى ضوء أحمر مرئي مما يجعل ضوء البكسل يصل إلى مربع أحمر واحد.
من إخترع تلفزيون البلازما ؟
تم تطوير أول شاشة لتلفزيون البلازما عمليا في الستينيات من قبل دونالد بيتزر وهيرام سلوتو وروبرت ويلسون من جامعة إلينوي كجزء من نظام كمبيوتر تعليمي يسمى بلاتو PLATO، وهذا هو واحد من الرسوم التوضيحية لبيتزر الخاصة بإختراعه من براءة اختراعه الأصلية، والتي تم تقديمها في عام 1966 ومنحت في نهاية المطاف في عام 1971، حيث يمكنك أن ترى أن الشاشة تتكون من عدة شاشات مليئة بالغاز النقط البرتقالية في القسم الأزرق المركزي، وأمامه وخلفه مجموعتان من الأقطاب الكهربائية، واحدة تعمل أفقيا والأخرى رأسيا، ويمكن إطلاق كل غاز صغير (فقاعة) في الشاشة عن طريق تنشيط الزوج المناسب من الأقطاب الكهربائية على أي من الجانبين، ونظرا لأن كل خلية صغيرة يمكن تشغيلها أو إيقاف تشغيلها فقط، يمكن لهذه الشاشة عرض صور أحادية اللون ولكن لا تعرض الصور الملونة.
ما الفرق بين تلفزيون البلازما وتلفزيون ال سي دي ؟
يبدو جهاز تلفزيون البلازما وشاشات الكريستال السائل متشابهة جدا، ولكن كما رأينا للتو تعمل بطرق مختلفة تماما، ويميل جهاز تلفزيون البلازما إلى أن يكون باهظ الثمن، فلماذا لا تشتري شاشة LCD فحسب؟ الإختلاف الرئيسي هو أن الخلايا التي تتكون منها وحدات البكسل في تلفزيون البلازما يمكن تشغيلها وإيقاف تشغيلها أسرع آلاف المرات من وحدات البكسل الموجودة في شاشة LCD، بحيث تحصل على صور أكثر وضوحا بأقل ضبابية، وخاصة لنقل الصور أثناء أفلام الحركة أو الألعاب الرياضية، (يتم تشغيل وإيقاف أحدث شاشات LCD بشكل أسرع من الشاشات القديمة، ولكن من الصحيح بشكل عام أن تلفزيون البلازما أسرع)، وتلفزيونات البلازما عادة ما تكون أكثر إشراقا ولها تباين أعلى، وهو ما قد يكون مهما إذا كنت تشاهد الكثير من التلفزيون في ضوء النهار، ويمكنك عرض شاشات البلازما من زاوية أوسع دون رؤية تشويه للألوان (مثلما تحصل على شاشة كمبيوتر LCD).
