दुनिया को बदल देने वाला ‘I’ का झटका! ब्राउन ट्यूब में छिपी इलेक्ट्रॉनों और चुंबकों की कहानी (टीवी का सिद्धांत)
नमस्ते, मैं केन कुवाको हूँ, आपका साइंस ट्रेनर। मेरे लिए हर दिन एक नया प्रयोग है।
“आजकल के टीवी इतने पतले होते हैं कि यह सामान्य लगता है, लेकिन क्या आपने कभी सोचा है कि पुराने ज़माने के टीवी इतने भारी और मोटे क्यों हुआ करते थे?”
आजकल कबाड़ की दुकानों में भी कम दिखने वाला वह भारी-भरकम CRT टीवी (ब्राउन ट्यूब टीवी)। सच तो यह है कि उस बड़े से बक्से के अंदर भौतिक विज्ञान (Physics) का एक ऐसा रोमांचक ड्रामा छिपा है, जो आज की अत्याधुनिक तकनीक से भी जुड़ा हुआ है। चलिए, आज अपने ड्राइंग रूम के उस पुराने हीरो का “विज्ञान की नज़रों” से पोस्टमार्टम करते हैं।
इलेक्ट्रॉन गन: आपके लिविंग रूम में मौजूद एक ‘पार्टिकल एक्सीलरेटर’
CRT टीवी के दिल में एक मशीन होती है जिसे इलेक्ट्रॉन गन कहा जाता है।
यहाँ से अदृश्य और बेहद सूक्ष्म कण, जिन्हें इलेक्ट्रॉन कहते हैं, अविश्वसनीय गति से छोड़े जाते हैं। ये इलेक्ट्रॉन हज़ारों किलोमीटर प्रति घंटे की रफ़्तार से टीवी की स्क्रीन से टकराते हैं। इस टक्कर से स्क्रीन पर लगा फास्फोरस चमकने लगता है और हमें वीडियो दिखाई देता है।
इसे आप इलेक्ट्रॉनों द्वारा बनाई गई “रोशनी की पेंटिंग” कह सकते हैं। कितनी हैरानी की बात है कि पुराने समय में हर घर में एक ऐसी मशीन हुआ करती थी जो सूक्ष्म कणों को उसी तरह नियंत्रित करती थी जैसे वैज्ञानिक अपनी प्रयोगशालाओं में करते हैं।
तो चलिए, आज मैं आपको इसी टीवी से जुड़ा एक मज़ेदार और थोड़ा नॉस्टैल्जिक प्रयोग दिखाता हूँ। अगर आपके पास कोई पुराना टीवी है, तो इसकी तकनीक की कल्पना करते हुए इसे पढ़ें। हमारे आज के प्रयोग का नाम है: “क्या होगा अगर हम CRT टीवी के पास चुंबक ले जाएँ!?”
इलेक्ट्रॉन और चुंबक का डांस: स्क्रीन बिगड़ने का रहस्य
जब आप CRT टीवी की स्क्रीन के पास चुंबक ले जाते हैं, तो क्या होता है? ज़रा इस वीडियो को देखिए:
स्क्रीन पर दिखने वाली दुनिया किसी पिघली हुई कैंडी की तरह मुड़ गई, है ना? यह इस बात का सबूत है कि चुंबक द्वारा बनाया गया चुंबकीय क्षेत्र (Magnetic Field), टीवी के अंदर उड़ रहे इलेक्ट्रॉनों के रास्ते को ज़बरदस्ती मोड़ रहा है।
जब इलेक्ट्रॉन जैसे आवेशित कण (Charged Particles) किसी चुंबकीय क्षेत्र में चलते हैं, तो उन पर एक खास बल काम करता है जिसे “लोरेंट्ज़ बल” (Lorentz Force) कहते हैं।
यह बल इलेक्ट्रॉन के चलने की दिशा और चुंबकीय क्षेत्र की दिशा, दोनों के लंबवत (Perpendicular) काम करता है। इसलिए, जो इलेक्ट्रॉन सीधे स्क्रीन की ओर जा रहे थे, वे चुंबक की शक्ति के कारण अचानक अपना रास्ता भटक जाते हैं।
सामान्य तौर पर, CRT टीवी के अंदर लगे चुंबक (Deflection Coils) इलेक्ट्रॉनों को मिलीमीटर की सटीकता के साथ नियंत्रित करते हैं ताकि वे स्क्रीन पर तेज़ी से स्कैन कर सकें। लेकिन जब बाहर से कोई शक्तिशाली चुंबक पास लाया जाता है, तो वह इस सटीक नियंत्रण को बिगाड़ देता है, जिससे तस्वीरें टेढ़ी-मेढ़ी हो जाती हैं और रंग बदलने लगते हैं।
जापानी विज्ञान को बदलने वाला वह ‘इ’ अक्षर
यहाँ नेशनल म्यूजियम ऑफ नेचर एंड साइंस में प्रदर्शित कुछ कीमती चीज़ें हैं, जो जापान में टीवी के इतिहास को बताती हैं।
इलेक्ट्रॉन गन वाला हिस्सा
आप देख सकते हैं कि हमारे पूर्वजों ने कॉइल के ज़रिए चुंबकीय क्षेत्र बनाकर इलेक्ट्रॉनों को नियंत्रित करने के लिए कितनी मेहनत की थी।
जापान में टीवी पर शोध 1920 के दशक में प्रोफेसर केन्जीरो ताकायानागी और उनकी टीम ने शुरू किया था। 1926 में दुनिया में पहली बार CRT स्क्रीन पर जो अक्षर उभरा था, वह जापानी कटाकाना का अक्षर “इ” (イ) था। उस समय मैकेनिकल टीवी का बोलबाला था, ऐसे में इलेक्ट्रॉनों की गति को नियंत्रित करने वाली यह तकनीक एक क्रांतिकारी आविष्कार थी।
इसके बाद, 1953 में NHK ने प्रसारण शुरू किया और टीवी पूरे जापान के घरों की शान बन गया। आज हम अपने स्मार्टफोन या LCD पर जो शानदार वीडियो देखते हैं, उसकी नींव इसी चुंबक से इलेक्ट्रॉन मोड़ने वाली तकनीक के इतिहास पर टिकी है।
क्या आकाश में दिखने वाला ऑरोरा भी ‘लोरेंट्ज़ बल’ का कमाल है?
दिलचस्प बात यह है कि “चुंबक से इलेक्ट्रॉनों का मुड़ना” केवल टीवी तक सीमित नहीं है, यह ब्रह्मांड के स्तर पर भी होता है। सूरज से आने वाले आवेशित कण जब पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में फंसते हैं, तो लोरेंट्ज़ बल उन्हें उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों की ओर खींच ले जाता है। वहाँ जब ये हवा के कणों से टकराकर चमकते हैं, तो हमें खूबसूरत ऑरोरा (नॉर्र्दन लाइट्स) दिखाई देते हैं।
इसका मतलब है कि पुराने CRT टीवी के अंदर वही सिद्धांत काम कर रहा है जो ब्रह्मांड के रहस्यमयी ऑरोरा के पीछे है! यह सोचकर क्या वह पुराना टीवी अब आपको थोड़ा जादुई नहीं लगता? हमारे आस-पास की “सामान्य” चीज़ों में हमेशा विज्ञान के ऐसे रहस्य छिपे होते हैं जो पूरी दुनिया को समझने की चाबी हैं। अपने “क्यों?” पूछने की आदत को बनाए रखें और आइए, विज्ञान के इस अद्भुत सफर को जारी रखें!
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