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Domgymnasium Fulda

2007-11-03T22:02:26Z

84.58.141.230: /* Im Gebäude "Alte Universität" ab 1805 */ wikilink Ferdinand Braun

{{Vorlage:Schule|Schulname=Rabanus-Maurus-Schule
|Schultyp=Gymnasium
|Ort=Fulda
|Träger=Stadt Fulda
|Gründungsjahr=748
|Schülerzahl=1169
|Besondere Fächer=Griechisch
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|Website=http://www.rms-fulda.de
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Die '''Rabanus-Maurus-Schule''', auch '''Domgymnasium Fulda''', ist ein altsprachlich-neusprachliches Gymnasium mit humanistischer Tradition, das Schülerinnen und Schüler in den Sekundarstufen I und II seit dem Schuljahr 2005/06 in 8 Jahren zur allgemeinen Hochschulreife (Abitur) führt.

==Kindertheater zum Thema Abschiebung==

'''Grips Theater Berlin: Hier geblieben!'''

'''Aufführung in Fulda'''

'''am 15. November 2006 19.00 Uhr'''

'''[[Domgymnasium Fulda|Rhabanus Maurus Schule/Domgymnasium]]'''

'''Veranstalter UNICEF Gruppe Fulda'''

Für Menchen ab 12, mehr Info [http://www.grips-theater.de/repertoire/hiergeblieben_01.php]

Erzählt wird die Geschichte eines Mädchens, das im letzten Jahr aus dem Unterricht geholt und zu ihrer Familie in Abschiebehaft gebracht wurde. Dem Einsatz ihrer Klasse ist es zu verdanken, dass die Abschiebung von Tanja und ihrer Mutter bis heute nicht vollzogen wurde. Die Klasse wurde dafür auch mit dem Mete-Eksi-Preis ausgezeichnet. Tanjas Geschichte steht exemplarisch für die Situation von 200.000 sogenannten "Geduldeten" Flüchtlingen in Deutschland.

== Geschichte ==
[[Bild:FULDA_Alte_Universitaet.JPG|thumb|Das 1731 von [[Andreas Gallasini]] entworfene Gebäude der Universität Fulda, beheimatete bis Sommer 1968 die Rabanus-Maurus-Schule]]
Im Jahr 748 gründete Sturmius im Kloster Fulda eine Klosterschule, aus der sich später das Domgymnasium entwickelte. Im Zuge der Gegenreformation wurde die Schule ab 1572 von den Jesuiten als Gymnasium geführt. 1734 gründete Fürstabt Adolph von Dalberg die Universität Fulda („Adolphsuniversität“) und 1773 entstand ein „hochfürstliches“ Gymnasium. Nach der Säkularisierung wurden diese Lehranstalten 1805 durch Wilhelm Friedrich von Oranien-Nassau aufgelöst und ein „Akademisches Lyzeum und Gymnasium“ gegründet, das ab 1835 ein Humanistisches Gymnasium war.

== Statistik ==
Zur Zeit besuchen 1169 Schülerinnen und Schüler das Domgymnasium; davon sind 645 Jungen (55,59 %) und 515 Mädchen (44,05 %). Die Sekundarstufe I besuchen 871 Schülerinnen und Schüler in 29 Klassen.
<small>''(Stand: 23. September 2004)''</small>


== Partnerschulen ==
* ''Stocksbridge High School'' in Stocksbridge Sheffield (England)
* ''II. Liceum'' in Wałbrzych (Polen)
* ''Liceo scientifico statale Galileo Galilei'' in Verona (Italien)

== Ehemalige ==
===Klosterschule===
* '''ca 820''' Der spätere Abt des Klosters Reichenau, '''Walahfrid Strabo''' besuchte die Fuldaer Klosterschule unter Rabanus Maurus

* '''ca 830 Otfrid von Weißenburg''' Aus der Feder Otfrids stammt ein althochdeutsches Bibelepos, der Liber evangeliorum, im südrheinfränkischen Dialekt geschrieben, gegliedert in fünf Bücher und 140 Kapitel mit insgesamt 7104 Langzeilen. Die Evangeliendichtung ist in vier Handschriften überliefert, die Heidelberger Handschrift (Cod. pal. lat. 52) enthält zudem das nachgetragene Georgslied.

* '''1499 Ulrich von Hutten''' [http://de.wikipedia.org/wiki/Ulrich_von_Hutten]

* '''ca. 1612 Athanasius Kircher''' auch Athanasius Kircherus Fuldensis Universalgelehrter, ein weites Spektrum von Themen unter anderem der Ägyptologie, Geologie, Medizin, Mathematik und Musiktheorie. Seine Arbeit über die ägyptischen Hieroglyphen ebnete Wege.

=== Im Gebäude "Alte Universität" ab 1805 ===
* '''ca 1805 Heinrich König''', Schriftsteller 

* '''1868 Reifeprüfung [[Ferdinand Braun]]''', Physiker und Nobelpreisträger
* '''1924 Reifeprüfung Eduard Schick''', Bischof von Fulda
* '''1966 Reifeprüfung [[Martin Hohmann]]''', Bundestagsabgeordneter

=== Neubau Magdeburger Straße ab 1968 ===
* [[Oberbürgermeister]] [[Gerhard Möller]]

'''Andere Schulen in Fulda siehe [[Schulen (Fulda)]]'''

[[Kategorie:Schulen]]
[[Kategorie:Bildung]]
[[Kategorie:Jugend]]

Ferdinand Braun

2007-11-03T22:01:30Z

84.58.141.230: +Foto + Lizenz

'''Karl Ferdinand Braun''' (* 6. Juni 1850 in Fulda; † 20. April 1918 in New York City) war ein deutscher Physiker und Nobelpreisträger, der im besonderen Maße daran mitwirkte, die von Heinrich Hertz 1888 experimentell nachgewiesene elektromagnetische Strahlung nachrichtentechnisch nutzbar zu machen.
[[Bild:Braunsches Haus H.Z. 04.11.07.jpg|right|framed|Geburtshaus in der Fuldaer [[Kanalstraße]]]]
Ferdinand Braun war der Sohn eines hessischen Beamten, er besuchte das [[Domgymnasium Fulda|Domgymnasium]] in Fulda, bevor er 1868 an der Universität Marburg sein Studium der Mathematik und Naturwissenschaften begann. Dort schloss er sich (wie seine Brüder Philipp und Adolf) dem Corps Teutonia Marburg an. 1869 ging er nach Berlin, wo er im Privatlabor von Heinrich Gustav Magnus arbeiten durfte, was als besondere Auszeichnung galt. Nach Magnusʼ Tod im Frühjahr 1870 setzte Braun seine Studien bei Georg Hermann Quincke fort und beschäftigte sich besonders mit Saitenschwingungen, über die er 1872 zum Doktor der Physik promoviert wurde. Seine vierundzwanzigseitige Dissertation trägt den Titel Ueber den Einfluss von Steifigkeit, Befestigung und Amplitude auf die Schwingungen von Saiten.

====Tätigkeit als Lehrer====

Da Braun kein Geld besaß, um als Assistent und später Privatdozent tätig zu sein, legte er 1873 in Marburg das Staatsexamen für Gymnasiallehrer ab und nahm im folgenden Jahr eine Anstellung als zweiter Lehrer für Mathematik und Naturwissenschaften an der Thomasschule Leipzig auf. Dort betrieb er nebenbei wissenschaftliche Untersuchungen der Schwingungs- und Stromleitung, wobei ihm seine erste große Entdeckung gelang. Zu dieser äußert er sich in den Annalen der Physik und Chemie von 1874: „… bei einer großen Anzahl natürlicher und künstlicher Schwefelmetalle … der Widerstand derselben verschieden war mit Richtung, Intensität und Dauer des Stroms. Die Unterschiede betragen bis zu 30 % des ganzen Wertes“.

Dieser Gleichrichtereffekt an Kristallen widersprach dem ohmschen Gesetz, fand aber dennoch kaum Beachtung. Allerdings begründete es den wissenschaftlichen Ruf von Ferdinand Braun. Eine Erklärung für diesen Effekt konnte Braun trotz intensiver Forschung zeitlebens nicht mehr geben, dazu fehlten damals noch die physikalischen Grundlagen – dies gelang erst im 20. Jahrhundert mit den Erkenntnissen der Quantenphysik.

Während seiner Zeit in Leipzig schrieb Braun sein einziges Buch: „Der junge Mathematiker und Naturforscher – Einführung in die Geheimnisse der Zahl und Wunder der Rechenkunst“, das 1876 erschien[1]. Er wollte damit bei seinen Schülern das Interesse für die mathematischen und physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Natur wecken.

Kathodenstrahlröhre
(Weitergeleitet von Braunsche Röhre)
Die Kathodenstrahlröhre oder auch Braunsche Röhre (engl. cathode ray tube, kurz CRT) ist eine Elektronenröhre zur Erzeugung von Elektronenstrahlen, mit der sich u. a. schnell ändernde Spannungen und Ströme auf einem Fluoreszenzschirm sichtbar machen lassen.

Braunsche Röhre (Schema elektrostatische Ablenkung)

Braunsche Röhre (Schema magnetische Ablenkung)

Oszilloskop-Röhre (die elektrostatischen Ablenkplatten sind hinter der Graphitschicht verborgen)
Inhaltsverzeichnis
[Verbergen]
1 Verwendung
2 Geschichte
3 Aufbau
4 Herstellung von Farbbildröhren
5 Funktion der Strahlablenkung
6 Gefahr durch Röntgenstrahlung
7 Siehe auch
8 Weblinks

Verwendung
Kathodenstrahlröhren werden in Oszilloskopen, Radargeräten und verschiedenen Laborgeräten sowie in weiterentwickelter Form als Bildschirm in Fernsehgeräten und als Computerbildschirm verwendet.
Die Kathodenstrahlröhre wird in diesen Anwendungen jedoch zunehmend durch Plasma- und Flüssigkristallbildschirme abgelöst.
Raster- und Transmissions-Elektronenmikroskope enthalten Kathodenstrahlröhren zur Elektronen"beleuchtung" der Proben.
Auch so genannte Elektronenkanonen mit Leistungen von hunderten Kilowatt zum Elektronenstrahlschweißen sind vom Prinzip her Kathodenstrahlröhren.
Das Betatron enthält ein Kathodenstrahlsystem zur Injektion der zu beschleunigenden Elektronen.
Ein Vidicon-Fernsehkamera verwendet zur Bilderzeugung ebenfalls eine Kathodenstrahlröhre.
Kathodenstrahlröhren werden weiterhin zum Direkt-Schreiben/Belichten in der Halbleiterfertigung, zum Mikrostrukturieren/Abgleichen von Dünnschicht-Schaltkreisen sowie zur Vernetzung von Polymeren eingesetzt.
Geschichte [Bearbeiten]
Die Kathodenstrahlröhre wurde 1897 von Karl Ferdinand Braun (1850-1918) entwickelt, weshalb sie auch Braunsche Röhre genannt wird. Anfangs war nicht bekannt, dass die von der Kathode ausgehende Strahlung aus Elektronen besteht, daher verwendete man dafür die Bezeichnung Kathodenstrahlen.
Kenjiro Takayanagi (* 1899; † 1990) erfand im Jahre 1926 den ersten Schwarzweiß-Fernseher. Er hat zuerst ein japanisches Schriftzeichen mit Hilfe einer Braunschen Röhre übertragen. Später gelang ihm die erste elektronische Übertragung eines menschlichen Gesichts. Er gilt daher als Vater des japanischen Fernsehens.
Professor Manfred von Ardenne (* 1907; † 1997) hat sich große Verdienste bei der Weiterentwicklung der Braunschen Röhre zum Fernsehgerät, der Rasterelektronenmikroskope und von starken Elektronenstrahlquellen für industrielle Anwendungen erworben.
Aufbau [Bearbeiten]
Die Kathodenstrahlröhre besteht aus einem abgeschlossenen evakuierten Glaskolben mit einer Glühkathode, dem vor der Kathode liegenden Wehneltzylinder und einer Anode in Form einer Glasbeschichtung im konischen Teil sowie meist einem Leuchtschirm am anderen Ende des Kolbens. Der aluminiumhinterlegte Leuchtschirm sowie (falls vorhanden) die Loch- bzw. Schlitzmaske dahinter liegen ebenfalls auf Anodenpotential.
Außen ist der Glaskolben im konischen Teil häufig mit einer dünnen Graphitschicht überzogen, um den Rest des Gerätes vor Ladungsausgleichsvorgängen (vgl. Faradayscher Käfig) zu schützen. Diese äußere Schicht bildet zusammen mit der inneren Anodenbeschichtung einen Kondensator, welcher die Anodenspannung zusätzlich stabilisiert.
Wird zwischen der geheizten Kathode (Heizspannung üblicherweise 6,3 Volt) und der Anode eine hohe elektrische Spannung (ca. 18.000 Volt bei Schwarzweiß-Fernsehbildschirmen, 25.000 bis 27.000 Volt bei Farb-Fernsehbildschirmen) angelegt, so werden die aus der Kathode ausgetretenen Elektronen beschleunigt und durchfliegen das Beschleunigungsfeld bis zur Anode und zum Bildschirm; dieser liegt ebenfalls auf Anodenpotential. Durch ein Fokussiersystem (Lochblenden verschiedener Spannung oder Magnete) werden die Elektronen zu einem Strahl gebündelt und treffen fokussiert z.B. auf einen aus fluoreszierenden Stoffen bestehenden Leuchtschirm, der dort durch Elektronenbeschuss aufleuchtet. Die Fokussierlinse und die Ablenkplatten oder Spulen liegen gegenüber der Anode auf 100 Volt positivem Potential. Der Wehneltzylinder liegt auf 0,5 Volt negativem Potential.
Der Wehneltzylinder soll verhindern, dass der Elektronenstrahl divergiert (auseinander läuft) und kann auch zur Helligkeitssteuerung dienen.
In Farbbildröhren befinden sich drei Elektronenstrahlsysteme, deren Strahlen sich im Bereich der Loch- bzw. Schlitzmaske kreuzen und jeweils eine Fluoreszenzfarbe treffen. Bei Farbbildröhren sind die Wehneltzylinder und die Fokussierelektroden aller drei Systeme miteinander verbunden - man steuert die drei Strahlströme über die Spannung der Kathoden, deren Anschlüsse hierzu getrennt herausgeführt sind.
Herstellung von Farbbildröhren [Bearbeiten]

====Aufbau einer Lochmasken-Bildröhre====
1. Glühkathoden, 2. Elektronenstrahlen,
3. Bündelungsspulen, 4. Ablenkspulen,
5. Anodenanschluss, 6. Lochmaske,
7. Fluoreszenzschicht mit roten, grünen und blauen Subpixeln,
8. Nahansicht der Fluoreszenzschicht

====Streifenmaske einer Farbbildröhre.====
An das Glas von Bildröhren werden hohe Anforderungen gestellt:
optische Qualität (frei von Blasen, Steinen, Schlieren)
mechanische Festigkeit
Abschirmung der entstehenden Röntgenstrahlung
bei Farbbildröhren an die Maske angepasster thermischer Ausdehnungskoeffizient
Diese Anforderungen können nur durch mehrere verschiedene Glassorten erfüllt werden.
Auf die Schirminnenseite wird durch das sogenannte "Flowcoaten" (=Fließbeschichten) der Leuchtstoff aufgebracht: bei Farbfernsehröhren sind dies senkrecht angeordnete, nebeneinanderliegende rot, grün und blau fluoreszierende Leuchtstoffstreifen. Bei sog. "Black-Matrix"-Röhren sind diese nochmals durch einen schwarzen Graphitstreifen voneinander getrennt. Hinter dem Leuchtschirm ist eine Aluminiumschicht aufgedampft, die von den Elektronen durchdrungen wird. Sie sorgt für Reflexion des Lichtes nach vorn und schützt die Leuchtstoffe vor beschleunigten (Restgas-)Ionen. In den Schirmecken befinden sich "Schirmpins" (Stahlstifte), an denen später die Maske und der Abschirmkonus befestigt werden.
Die Maske (Schlitz- oder Lochmaske aus Invar-Stahl) sorgt dafür, dass je einer der Elektronenstrahlen immer nur "seine" Farbe trifft - die Positionierung der Maske muss daher relativ zum Schirm sehr genau und stabil sein.
Um den Schirm herum befindet sich heute eine Metallbandwicklung (Rimband) als Implosionsschutz, da dort das Glas vor Zugspannungen geschützt werden muss.
Das Strahlsystem einer Farbbildröhre besteht aus 3 gleichartigen Elektronenstrahlquellen, die entweder im Dreieck (dann Lochmaske, Farben in Tripelanordnung) oder nebeneinander ("in-line", Trinitron, Schlitzmaske, Streifenmaske) angeordnet sind.
Funktion der Strahlablenkung [Bearbeiten]
Durch Ablenkfelder (elektrische Felder bei Oszilloskopen oder magnetische Felder bei Fernseh- und Computerbildschirmen) kann der Elektronenstrahl auf einen beliebigen Punkt des Leuchtschirmes gerichtet werden.
Die Ablenkfelder werden dabei durch elektrische Spannungen an horizontalen und vertikalen Ablenkplatten oder durch elektrische Ströme in den orthogonal angeordneten Ablenkspulen erzeugt.
In Bildschirmen für Fernseher und Computer werden magnetische Ablenksysteme verwendet, da mit ihnen eine stärkere Ablenkung und somit eine kürzere Bauweise möglich ist.

Ablenksystem einer Fernseh-Bildröhre von innen (Blick in Richtung Kathode; zu sehen sind nur die Horizontalablenkspulen
Ein Problem dabei sind die durch inhomogene Felder und den flachen Bildschirm entstehenden Abbildungsfehler (Kissenverzerrungen), die korrigiert werden müssen. Auch müssen bei Farbbildröhren alle 3 Elektronenstrahlen immer gemeinsam auf einem Punkt des Schirmes auftreffen (Konvergenz). Dies wird erreicht, indem man einerseits speziell berechnete, nicht-linear angesteuerte zusätzliche Ablenkspulen verwendet und andererseits anstelle eines einfachen Sägezahns eine komplexer geformte Ablenkspannung verwendet.
Elektronenstrahlröhren in direkt anzeigenden Oszilloskopen arbeiten mit elektrischer Ablenkung (Ablenkplatten), da durch diese sehr schnelle Ablenkungen des Elektronenstrahls möglich sind und damit höhere Frequenzen darstellbar werden. Aufgrund der geringen Ablenkwinkel ist hier auch ohne Korrekturen eine verzerrungsarme Darstellung möglich.
Die durch Ablenkung und Helligkeitsmodulation der Elektronenstrahlen abgestrahlten elektromagnetischen Wellen (kompromittierende Abstrahlung) können zu Spionagezwecken aufgefangen werden, um sie mithilfe der Van-Eck-Phreaking-Technik auf einem zweiten Bildschirm darzustellen.
Gefahr durch Röntgenstrahlung [Bearbeiten]
Ab einer Anodenspannung von ca. 20 kV entsteht im Bildschirm von Fernsehgeräten Röntgenstrahlung. Nachdem im Zusammenhang mit fehlerhaften Ablenksystemen gefährliche Fälle aufgetreten waren, wurden Abhilfen eingeführt, in Deutschland geregelt ab 1972 durch die Röntgenschutz-Verordnung:

1. Dem Glas des Bildschirms wird Blei beigemischt, was die Röntgenstrahlung auf fast Null herabsetzt.
2. Die Ablenkschaltung wurde so ergänzt, dass bei Ausfall der Kathodenstrom abgeschaltet wird.

{| style="border:1px solid #8888aa; background-color:#f7f8ff;padding:5px;font-size:95%;"
|
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel [http://de.wikipedia.org/wiki/Ferdinand_Braun] aus der freien Enzyklopädie [http://de.wikipedia.org/ Wikipedia] und steht unter der [http://fulda-vogelsberg.de/fuldawiki/index.php?title=FuldaWiki:Lizenzbestimmungen GNU-Lizenz für freie Dokumentation]. In der Wikipedia ist eine [http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Ferdinand_Braun&action=history Liste der Autoren] verfügbar.
|}

[[Kategorie:Personen|Braun, Karl Ferdinand]]

Ferdinand Braun

2007-11-03T21:55:53Z

84.58.141.230:

'''Karl Ferdinand Braun''' (* 6. Juni 1850 in Fulda; † 20. April 1918 in New York City) war ein deutscher Physiker und Nobelpreisträger, der im besonderen Maße daran mitwirkte, die von Heinrich Hertz 1888 experimentell nachgewiesene elektromagnetische Strahlung nachrichtentechnisch nutzbar zu machen.

Ferdinand Braun war der Sohn eines hessischen Beamten, er besuchte das [[Domgymnasium Fulda|Domgymnasium]] in Fulda, bevor er 1868 an der Universität Marburg sein Studium der Mathematik und Naturwissenschaften begann. Dort schloss er sich (wie seine Brüder Philipp und Adolf) dem Corps Teutonia Marburg an. 1869 ging er nach Berlin, wo er im Privatlabor von Heinrich Gustav Magnus arbeiten durfte, was als besondere Auszeichnung galt. Nach Magnusʼ Tod im Frühjahr 1870 setzte Braun seine Studien bei Georg Hermann Quincke fort und beschäftigte sich besonders mit Saitenschwingungen, über die er 1872 zum Doktor der Physik promoviert wurde. Seine vierundzwanzigseitige Dissertation trägt den Titel Ueber den Einfluss von Steifigkeit, Befestigung und Amplitude auf die Schwingungen von Saiten.

====Tätigkeit als Lehrer====

Da Braun kein Geld besaß, um als Assistent und später Privatdozent tätig zu sein, legte er 1873 in Marburg das Staatsexamen für Gymnasiallehrer ab und nahm im folgenden Jahr eine Anstellung als zweiter Lehrer für Mathematik und Naturwissenschaften an der Thomasschule Leipzig auf. Dort betrieb er nebenbei wissenschaftliche Untersuchungen der Schwingungs- und Stromleitung, wobei ihm seine erste große Entdeckung gelang. Zu dieser äußert er sich in den Annalen der Physik und Chemie von 1874: „… bei einer großen Anzahl natürlicher und künstlicher Schwefelmetalle … der Widerstand derselben verschieden war mit Richtung, Intensität und Dauer des Stroms. Die Unterschiede betragen bis zu 30 % des ganzen Wertes“.

Dieser Gleichrichtereffekt an Kristallen widersprach dem ohmschen Gesetz, fand aber dennoch kaum Beachtung. Allerdings begründete es den wissenschaftlichen Ruf von Ferdinand Braun. Eine Erklärung für diesen Effekt konnte Braun trotz intensiver Forschung zeitlebens nicht mehr geben, dazu fehlten damals noch die physikalischen Grundlagen – dies gelang erst im 20. Jahrhundert mit den Erkenntnissen der Quantenphysik.

Während seiner Zeit in Leipzig schrieb Braun sein einziges Buch: „Der junge Mathematiker und Naturforscher – Einführung in die Geheimnisse der Zahl und Wunder der Rechenkunst“, das 1876 erschien[1]. Er wollte damit bei seinen Schülern das Interesse für die mathematischen und physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Natur wecken.

Kathodenstrahlröhre
(Weitergeleitet von Braunsche Röhre)
Die Kathodenstrahlröhre oder auch Braunsche Röhre (engl. cathode ray tube, kurz CRT) ist eine Elektronenröhre zur Erzeugung von Elektronenstrahlen, mit der sich u. a. schnell ändernde Spannungen und Ströme auf einem Fluoreszenzschirm sichtbar machen lassen.

Braunsche Röhre (Schema elektrostatische Ablenkung)

Braunsche Röhre (Schema magnetische Ablenkung)

Oszilloskop-Röhre (die elektrostatischen Ablenkplatten sind hinter der Graphitschicht verborgen)
Inhaltsverzeichnis
[Verbergen]
1 Verwendung
2 Geschichte
3 Aufbau
4 Herstellung von Farbbildröhren
5 Funktion der Strahlablenkung
6 Gefahr durch Röntgenstrahlung
7 Siehe auch
8 Weblinks

Verwendung
Kathodenstrahlröhren werden in Oszilloskopen, Radargeräten und verschiedenen Laborgeräten sowie in weiterentwickelter Form als Bildschirm in Fernsehgeräten und als Computerbildschirm verwendet.
Die Kathodenstrahlröhre wird in diesen Anwendungen jedoch zunehmend durch Plasma- und Flüssigkristallbildschirme abgelöst.
Raster- und Transmissions-Elektronenmikroskope enthalten Kathodenstrahlröhren zur Elektronen"beleuchtung" der Proben.
Auch so genannte Elektronenkanonen mit Leistungen von hunderten Kilowatt zum Elektronenstrahlschweißen sind vom Prinzip her Kathodenstrahlröhren.
Das Betatron enthält ein Kathodenstrahlsystem zur Injektion der zu beschleunigenden Elektronen.
Ein Vidicon-Fernsehkamera verwendet zur Bilderzeugung ebenfalls eine Kathodenstrahlröhre.
Kathodenstrahlröhren werden weiterhin zum Direkt-Schreiben/Belichten in der Halbleiterfertigung, zum Mikrostrukturieren/Abgleichen von Dünnschicht-Schaltkreisen sowie zur Vernetzung von Polymeren eingesetzt.
Geschichte [Bearbeiten]
Die Kathodenstrahlröhre wurde 1897 von Karl Ferdinand Braun (1850-1918) entwickelt, weshalb sie auch Braunsche Röhre genannt wird. Anfangs war nicht bekannt, dass die von der Kathode ausgehende Strahlung aus Elektronen besteht, daher verwendete man dafür die Bezeichnung Kathodenstrahlen.
Kenjiro Takayanagi (* 1899; † 1990) erfand im Jahre 1926 den ersten Schwarzweiß-Fernseher. Er hat zuerst ein japanisches Schriftzeichen mit Hilfe einer Braunschen Röhre übertragen. Später gelang ihm die erste elektronische Übertragung eines menschlichen Gesichts. Er gilt daher als Vater des japanischen Fernsehens.
Professor Manfred von Ardenne (* 1907; † 1997) hat sich große Verdienste bei der Weiterentwicklung der Braunschen Röhre zum Fernsehgerät, der Rasterelektronenmikroskope und von starken Elektronenstrahlquellen für industrielle Anwendungen erworben.
Aufbau [Bearbeiten]
Die Kathodenstrahlröhre besteht aus einem abgeschlossenen evakuierten Glaskolben mit einer Glühkathode, dem vor der Kathode liegenden Wehneltzylinder und einer Anode in Form einer Glasbeschichtung im konischen Teil sowie meist einem Leuchtschirm am anderen Ende des Kolbens. Der aluminiumhinterlegte Leuchtschirm sowie (falls vorhanden) die Loch- bzw. Schlitzmaske dahinter liegen ebenfalls auf Anodenpotential.
Außen ist der Glaskolben im konischen Teil häufig mit einer dünnen Graphitschicht überzogen, um den Rest des Gerätes vor Ladungsausgleichsvorgängen (vgl. Faradayscher Käfig) zu schützen. Diese äußere Schicht bildet zusammen mit der inneren Anodenbeschichtung einen Kondensator, welcher die Anodenspannung zusätzlich stabilisiert.
Wird zwischen der geheizten Kathode (Heizspannung üblicherweise 6,3 Volt) und der Anode eine hohe elektrische Spannung (ca. 18.000 Volt bei Schwarzweiß-Fernsehbildschirmen, 25.000 bis 27.000 Volt bei Farb-Fernsehbildschirmen) angelegt, so werden die aus der Kathode ausgetretenen Elektronen beschleunigt und durchfliegen das Beschleunigungsfeld bis zur Anode und zum Bildschirm; dieser liegt ebenfalls auf Anodenpotential. Durch ein Fokussiersystem (Lochblenden verschiedener Spannung oder Magnete) werden die Elektronen zu einem Strahl gebündelt und treffen fokussiert z.B. auf einen aus fluoreszierenden Stoffen bestehenden Leuchtschirm, der dort durch Elektronenbeschuss aufleuchtet. Die Fokussierlinse und die Ablenkplatten oder Spulen liegen gegenüber der Anode auf 100 Volt positivem Potential. Der Wehneltzylinder liegt auf 0,5 Volt negativem Potential.
Der Wehneltzylinder soll verhindern, dass der Elektronenstrahl divergiert (auseinander läuft) und kann auch zur Helligkeitssteuerung dienen.
In Farbbildröhren befinden sich drei Elektronenstrahlsysteme, deren Strahlen sich im Bereich der Loch- bzw. Schlitzmaske kreuzen und jeweils eine Fluoreszenzfarbe treffen. Bei Farbbildröhren sind die Wehneltzylinder und die Fokussierelektroden aller drei Systeme miteinander verbunden - man steuert die drei Strahlströme über die Spannung der Kathoden, deren Anschlüsse hierzu getrennt herausgeführt sind.
Herstellung von Farbbildröhren [Bearbeiten]

====Aufbau einer Lochmasken-Bildröhre====
1. Glühkathoden, 2. Elektronenstrahlen,
3. Bündelungsspulen, 4. Ablenkspulen,
5. Anodenanschluss, 6. Lochmaske,
7. Fluoreszenzschicht mit roten, grünen und blauen Subpixeln,
8. Nahansicht der Fluoreszenzschicht

====Streifenmaske einer Farbbildröhre.====
An das Glas von Bildröhren werden hohe Anforderungen gestellt:
optische Qualität (frei von Blasen, Steinen, Schlieren)
mechanische Festigkeit
Abschirmung der entstehenden Röntgenstrahlung
bei Farbbildröhren an die Maske angepasster thermischer Ausdehnungskoeffizient
Diese Anforderungen können nur durch mehrere verschiedene Glassorten erfüllt werden.
Auf die Schirminnenseite wird durch das sogenannte "Flowcoaten" (=Fließbeschichten) der Leuchtstoff aufgebracht: bei Farbfernsehröhren sind dies senkrecht angeordnete, nebeneinanderliegende rot, grün und blau fluoreszierende Leuchtstoffstreifen. Bei sog. "Black-Matrix"-Röhren sind diese nochmals durch einen schwarzen Graphitstreifen voneinander getrennt. Hinter dem Leuchtschirm ist eine Aluminiumschicht aufgedampft, die von den Elektronen durchdrungen wird. Sie sorgt für Reflexion des Lichtes nach vorn und schützt die Leuchtstoffe vor beschleunigten (Restgas-)Ionen. In den Schirmecken befinden sich "Schirmpins" (Stahlstifte), an denen später die Maske und der Abschirmkonus befestigt werden.
Die Maske (Schlitz- oder Lochmaske aus Invar-Stahl) sorgt dafür, dass je einer der Elektronenstrahlen immer nur "seine" Farbe trifft - die Positionierung der Maske muss daher relativ zum Schirm sehr genau und stabil sein.
Um den Schirm herum befindet sich heute eine Metallbandwicklung (Rimband) als Implosionsschutz, da dort das Glas vor Zugspannungen geschützt werden muss.
Das Strahlsystem einer Farbbildröhre besteht aus 3 gleichartigen Elektronenstrahlquellen, die entweder im Dreieck (dann Lochmaske, Farben in Tripelanordnung) oder nebeneinander ("in-line", Trinitron, Schlitzmaske, Streifenmaske) angeordnet sind.
Funktion der Strahlablenkung [Bearbeiten]
Durch Ablenkfelder (elektrische Felder bei Oszilloskopen oder magnetische Felder bei Fernseh- und Computerbildschirmen) kann der Elektronenstrahl auf einen beliebigen Punkt des Leuchtschirmes gerichtet werden.
Die Ablenkfelder werden dabei durch elektrische Spannungen an horizontalen und vertikalen Ablenkplatten oder durch elektrische Ströme in den orthogonal angeordneten Ablenkspulen erzeugt.
In Bildschirmen für Fernseher und Computer werden magnetische Ablenksysteme verwendet, da mit ihnen eine stärkere Ablenkung und somit eine kürzere Bauweise möglich ist.

Ablenksystem einer Fernseh-Bildröhre von innen (Blick in Richtung Kathode; zu sehen sind nur die Horizontalablenkspulen
Ein Problem dabei sind die durch inhomogene Felder und den flachen Bildschirm entstehenden Abbildungsfehler (Kissenverzerrungen), die korrigiert werden müssen. Auch müssen bei Farbbildröhren alle 3 Elektronenstrahlen immer gemeinsam auf einem Punkt des Schirmes auftreffen (Konvergenz). Dies wird erreicht, indem man einerseits speziell berechnete, nicht-linear angesteuerte zusätzliche Ablenkspulen verwendet und andererseits anstelle eines einfachen Sägezahns eine komplexer geformte Ablenkspannung verwendet.
Elektronenstrahlröhren in direkt anzeigenden Oszilloskopen arbeiten mit elektrischer Ablenkung (Ablenkplatten), da durch diese sehr schnelle Ablenkungen des Elektronenstrahls möglich sind und damit höhere Frequenzen darstellbar werden. Aufgrund der geringen Ablenkwinkel ist hier auch ohne Korrekturen eine verzerrungsarme Darstellung möglich.
Die durch Ablenkung und Helligkeitsmodulation der Elektronenstrahlen abgestrahlten elektromagnetischen Wellen (kompromittierende Abstrahlung) können zu Spionagezwecken aufgefangen werden, um sie mithilfe der Van-Eck-Phreaking-Technik auf einem zweiten Bildschirm darzustellen.
Gefahr durch Röntgenstrahlung [Bearbeiten]
Ab einer Anodenspannung von ca. 20 kV entsteht im Bildschirm von Fernsehgeräten Röntgenstrahlung. Nachdem im Zusammenhang mit fehlerhaften Ablenksystemen gefährliche Fälle aufgetreten waren, wurden Abhilfen eingeführt, in Deutschland geregelt ab 1972 durch die Röntgenschutz-Verordnung:

1. Dem Glas des Bildschirms wird Blei beigemischt, was die Röntgenstrahlung auf fast Null herabsetzt.
2. Die Ablenkschaltung wurde so ergänzt, dass bei Ausfall der Kathodenstrom abgeschaltet wird.

[[Kategorie:Personen|Braun, Karl Ferdinand]]