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Les moniteurs (écrans d'ordinateur) sont la plupart du temps des tubes cathodiques (notés CRT, soit cathode ray tube ou en français tube à rayonnement cathodique), c'est à dire un tube en verre sous vide dans lequel un canon à électrons émet un flux d'électrons dirigés par un champ électrique vers un écran couvert de petits éléments phosphorescents.
Le canon à électrons est constitué d'une cathode,
c'est-à-dire une électrode métallique chargée négativement,
d'une ou plusieurs anodes (électrodes chargées positivement). La cathode émet
des électrons attirés par l'anode. L'anode agit ainsi comme un accélérateur
et un concentrateur pour les électrons afin de constituer un flux d'électrons dirigé
vers l'écran.
Un champ magnétique est chargé de dévier les électrons
de gauche à droite et de bas en haut. Il est créé grâce à
deux bobines
X et Y sous tension (appelées déflecteurs) servant respectivement à dévier le flux horizontalement et
verticalement.
L'écran est recouvert d'une fine couche d'éléments phosphorescents, appelés luminophores, émettant de la lumière par excitation lorsque les électrons viennent les heurter, ce qui constitue un point lumineux appelé pixel.
En activant le champ magnétique, il est possible de créer un balayage de gauche à droite, puis vers le bas une fois arrivé en bout de ligne.
Ce balayage n'est pas perçu par l'oeil humain grâce à la persistance rétinienne, essayez par exemple d'agiter votre main devant votre écran pour visualiser ce phénomène : vous voyez votre main en plusieurs exemplaires !
Grâce à ce balayage, combiné avec l'activation ou non du canon à électrons, il est possible de faire "croire" à l'oeil que seuls certains pixels sont "allumés" à l'écran.
Le moniteur couleur
Un moniteur noir et blanc permet d'afficher des dégradés de couleur (niveaux de gris) en variant l'intensité du rayon. Pour les moniteurs couleur, trois faisceaux d'électrons (correspondant à trois cathodes) viennent chacun heurter un point d'une couleur spécifique : un rouge, un vert et un bleu (RGB, correspondant à Red, Green, Blue ou en français RVB, Rouge, vert, bleu). Trois points de couleur sont ainsi appelée une triade (en anglais triad ou dot trio). Les luminophores bleus sont réalisés à base de sulfure de zinc, les verts en sulfure de zinc et de cadmium. Les rouges enfin sont plus difficile à réaliser, et sont faits à partir d'un mélange d'yttrium et europium, ou bien d'oxyde de gadolinium. Cependant ces luminophores sont si proches les uns des autres que l'oeil n'a pas un pouvoir séparateur assez fort pour les distinguer: il voit une couleur composée de ces trois couleurs. Essayez de mettre une minuscule goutte d'eau sur le verre de votre moniteur: celle-ci faisant un effet de loupe va faire apparaître les luminophores. De plus, pour éviter des phénomènes de bavure (un électron destiné à frapper un luminophore vert percutant le bleu) une grille métallique appelée masque est placée devant la couche de luminophores afin de guider les flux d'électrons. On distingue selon le masque utilisé plusieurs catégories d'écrans cathodiques :
Caractéristiques techniquesLes moniteurs CRT sont caractérisés par les données suivantes :
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