Il est recouvert d'une substance sensible qui, excitée par un
faisceau d'électrons, émet de la lumière. C'est cette lumière qui est percue par
notre oeil. De quoi est-elle faite? Comment est constituée la surface sensible de l'écran?
Utilisation du logiciel PaintBrush:
Ce logiciel permet de "peindre" certaines zones de l'écran en couleurs. Nous allons l'utiliser
comme logiciel d'exploration.
Lancer Windows puis cliquer deux fois sur l'icône de PaintBrush ou utiliser l'image blanche ci-contre
L'écran à fond blanc de PaintBrush apparaît. Ce blanc reste blanc, même en approchant les
yeux au plus près de l'écran.
En trempant l'extrémité de votre doigt dans un verre d'eau, projeter quelques
petites gouttes d'eau sur l'écran. (Attention au clavier). Chaque goutte joue le rôle
de lentille demi-boule fortement convergente.
Choisir la goutte qui donne l'image la moins déformée. A la manière d'une loupe, elle
permet de grossir la surface sensible de l'écran couleur. On voit quelle est faite de points
colorés: Rouge Vert ou Bleu (RVB) ou Red Green Blue (RGB).
Chaque point coloré sera appelé luminophore ou pixel. Un pixel est donc un
point d'écran pouvant être allumé ou éteint. Remarque: Un pixel informatique peut grouper plusieurs luminophores suivant le
mode graphique utilisé par l'ordinateur.
Utiliser l'applet ci-contre.
Trois curseurs permettent de doser la quantité de Rouge,Vert,Bleu dans une
couleur. On manipule un curseur en placant la souris dessus, en cliquant et en déplacant la souris en
maintenant le bouton gauche appuyé.
Faire la manipulation.
Les triangles colorés permettent de visualiser les modifications. Le triangle central affiche le résultat de la synthèse additive (ou soustractive) des couleurs.
Dans ce rectangle coloré, placer une petite goutte d'eau
pour faire apparaître les luminophores.
Le bouton en bas de l'écran permet de passer du mode "Synthèse additive" utilisé par l'écran de télévision au mode "Synthèse soustractive".
La ligne en petits caractères indique dans quel mode on se trouve.
Quels sont les luminophores allumés pour :
la couleur rouge pure
la couleur verte pure
la couleur bleue pure
la couleur jaune
la couleur cyan (bleu ciel)
la couleur magenta (mauve)?
Rouge,Vert,Bleu sont appelées couleurs primaires
Cyan, Jaune et Magenta sont appelées couleurs secondaires. Pourquoi? Justifier le terme
synthèse additive des couleurs pour ces trois couleurs.
Quel est le pourcentage des trois couleurs primaires dans le marron de la palette de PaintBrush?même question
dans le jaune clair de la palette de PaintBrush.
Les pixels semblent allumés en permanence. L'expérience suivante montre qu'il n'en est rien.
Eclairement d'un point de l'écran:
On utilise un récepteur optoélectronique que l'on place en un point de l'écran.
La lumière issue du point de l'écran est conduite par une fibre optique vers le récepteur
aux bornes duquel est branché un oscilloscope.
Effectuer sur l'oscilloscope les réglages permettant d'obtenir:
Chaque pic correspond au moment où le point de l'écran est placé le capteur est
allumé. On voit que l'éclairement est périodique. Déterminer cette
période.
Le récepteur optoélectronique est une photodiode.
principe de fonctionnement de la photodiode:
Rappel: La caractéristique d'une diode au silicium est la suivante:
Rappeler quelle partie de cette caractéristique correspond au sens passant, au sens bloqué.
Que signifie Us et quel est son ordre de grandeur?
Caractéristique de la photodiode:
On voit que la photodiode laisse passer un courant dans le sens bloqué à condition
qu'elle soit éclairée.L'intensité de ce courant est proportionnelle
à l'éclairement.
A partir des valeurs suivantes, tracer la caractéristique d'une photodiode obtenue pour un
éclairement de 10000 lux. (Le lux est l'unité d'éclairement.)
Quelle serait l'intensité du courant inverse pour un éclairement de 5000 lux?
Quel montage va-t-on utiliser si on veut déceler aux bornes de la résistance de 100 Ohms une
variation de tension?
Choisir et justifier.
C'est sur ce principe que fonctionne le récepteur optoélectronique utilisé.
Persistance rétinienne:
Si tout l'écran semble allumé alors qu'en réalité, à un instant
quelconque, seul un point est effectivement allumé, c'est dû à la persistance
rétinienne.
Rappeler brièvement l'expérience faite sur la persistance
rétinienne et les résultats obtenus lors de l'étude de l'oeil.
Cinéma:
Le cinéma met à profit la persistance rétinienne: une image fixe est
projetée pendant un temps très court (1/48s), puis l'obturateur se ferme, pendant que le film
avance d'une image. Cela se reproduit à raison de 24 images/s; l'oeil ne décèle pas
les extinctions et le cerveau mémorise une image en même temps que la suivante , ce qui donne
l'impression de mouvement.
Balayage:
Un point de l'écran est allumé lorsque le spot passe en ce point. Le spot balaye l'écran
du coin haut-gauche au coin bas-droit. Son intensité est modulée sur différents niveaux
(voir plus loin) et "dessine" l'image sur l'écran.
balayage gauche-droite ou balayage ligne: Il s'agit du déplacement
horizontal du spot. Ce déplacement est obtenu à l'aide d'un champ magnétique.
Faut-il un champ magnétique :
vertical, horizontal
de haut en bas, de bas en haut
de gauche à droite, de droite à
gauche
constant, variable?
Dessiner le champ sur le schéma, à un instant quelconque.
Le champ est créé deux bobines de Helmoltz.
Comment doivent-elles être placées? Dessiner sur le schéma.
La déviation du spot est-elle due à la force de Lorentz ou de Laplace? Rappeler l'expression
mathématique de cette force.
Pour visualiser les variations du champ magnétique, on utilise le montage suivant:
< P align=center>
Un brin d'explication: Le champ créé par les bobines de déviation
intérieures aux téléviseur est variable. Ce champ variable crée une
fem d'induction analysée à l'oscilloscope à travers un circuit S
appelé circuit intégrateur.
Ce circuit a les propriétés suivantes:
il filtre les parasites
il donne une tension aux bornes de l'oscilloscope proportionnelle au champ
magnétique B.
Régler l'oscilloscope pour observer:
La phase ascendante correspond au balayage ligne de l'écran (de gauche
à droite).
La phase descendante correspond au retour ligne (retour du spot à gauche
de l'écran).
Mesurer la durée de la phase ascendante.(utiliser la base de temps de l'oscilloscope).
Mesurer la durée du retour ligne. Comparer et conclure.
Calculer la fréquence du balayage ligne.
balayage haut-bas ou balayage trame:
Partant du coin haut-gauche de l'écran, pour atteindre le point bas droit de l'écran, un
balayage ligne (de gauche à droite) ne suffit pas. Il faut aussi un balayage vertical de haut
en bas de l'écran. Ce balayage est appelé balayage trame.
Faut-il un champ magnétique B':
vertical, horizontal
de haut en bas, de bas en haut
de gauche à droite, de droite à gauche
constant, variable?
Dessiner le champ sur le schéma ci-contre, à un instant quelconque.
Pour détecter la variation de ce champ B' par la même méthode que
précédemment (bobine N et circuit S), comment doit-on cette fois placer les
spires(schéma)?
Sur l'écran de l'oscilloscope, on obtient ceci:
La base de temps est sur la position 5 ms/carreau.
Expliquer cet oscillogramme.
Déterminer la période et la fréquence du balayage trame.
Les données du constructeur de l'écran sont les suivantes:
Ces données sont-elles conformes aux résultats précédents?
luminance:
Voyons sur une ligne comment est "dessinée" l'image sur
l'écran.
On choisit une image simple constituée de bandes verticales d'une seule couleur: Rouge.
(Un programme écrit dans n'importe quel langage informatique permet de dessiner simplement ces
bandes.)
Sur le connecteur vidéo de l'unité centrale de l'ordinateur, prélevons le signal
vidéo pilotant l'écran et correspondant à la couleur rouge. Analysons le à
l'oscilloscope.
Nous obtenons l'oscillogramme suivant:
Ces variations de tensions reproduisent l'aspect de l'écran.
une tension nulle se traduit par un spot d'intensité nulle sur l'écran: c'est le
fond noir.
une tension moyenne se traduit par un spot, excitant les luminophores rouges, modérement
intense sur l'écran c'est le rouge sombre.
une tension élevée se traduit par un spot intense sur l'écran. Les
luminophores rouges sont excités au maximum; c'est le rouge clair.
Ce signal qui reproduit les variations d'intensité du spot sur l'écran donc les variations
d'intensité lumineuse (ici pour le rouge) est appelé signal de
luminance
.
Le début de chaque ligne est marqué par des variations de tension de haute
fréquence et de faible amplitude appelées tops de synchronisation.
La juxtaposition verticale des lignes horizontales dessinées par le signal de luminance donne les
bandes verticales colorées sur l'écran.
A partir du signal de luminance représenté ci-dessous, dire quel sera l'aspect de l 'écran
(toujours pour le rouge).
