Mekanisme belajar

Penulis suka mengkaji dan belajar, dan blog ini sememangnya diasaskan untuk menghimpunkan fakta-fakta sains dan bukan sains melalui cara penulis memahaminya. Oleh itu, kandungan blog ini meski memuatkan fakta-fakta mentah seperti di Wikipedia dan laman-laman web yang lain di internet, ia mungkin berbeza dari segi cara penerangannya, kerana penulis menulis mengikut cara penulis memahami. Sebagai contoh, entri ‘Tiub Magnetron’. Jika pembaca merujuk kepada laman-laman web lain, penerangannya ada melibatkan konsep ‘cas ruang’ atau ‘space charge’. Namun ketika penulis menulis tentangnya di blog ini, penulis menggunakan konsep ‘pusaran elektron’. Itu ialah cara penulis memahami bagaimana tiub magnetron bekerja, yang mungkin juga pada sesetengah orang konsep ini tampak lebih mudah dan kemas terutama kepada orang di luar bidang sains (yang tidak terlibat secara khusus dalam bidang sains sama ada dari segi pekerjaan mahupun belajar) atau ‘layman’.

Penulis tidak belajar dari membaca sahaja, bahkan juga dari memerhatikan keadaan dan orang-orang di sekitar penulis. Setelah lebih dua dekad menjengah alam dunia, dan lebih dua dekad berada di alam pengajian dari tadika sehingga alam pengajian tinggi, penulis rasa sudah tiba masanya untuk merumuskan apa dan bagaimana mekanisme belajar yang betul pada pandangan penulis. Lagipun menurut fakta sains, ‘prefrontal cortex’ atau bahagian analisis di dalam otak manusia akan matang dan berhenti bertumbuh selepas melepasi dua dekad hayat di dunia. Maka otak penulis mungkin tidak lagi bertumbuh dan mungkin juga sudah cukup ‘matang’ untuk membuat kesimpulan dari pengalaman-pengalaman lepas.

Dahulu, ketika kecil penulis hanya belajar kerana minat. Disebabkan minat, setiap apa yang diajar kepada penulis dan dibaca akan diingat dengan mudah. Penulis tidak menyedari ‘kewujudan’ minat, sehinggalah berada di bangku sekolah menengah, di mana pengkhususan dalam subjek yang diambil menyebabkan penulis menyedari bahawa apa yang menolak penulis untuk belajar selama ini ialah MINAT.

Kewujudan MINAT juga disedari penulis ketika ditugaskan oleh guru untuk menjadi pembimbing rakan sebaya (PRS). Penulis mengajarkan matematik tambahan kepada pelajar yang paling corot dalam kelas dan juga tingkatan (Pelajar Corot, PC), tetapi apa yang penulis nampak, PC masih bermasalah dalam menjawab soalan-soalan yang sama bentuk. Sedangkan jika PC menggunakan sedikit bahagian otaknya sahaja untuk BERFIKIR, mungkin sudah tidak lagi menjadi masalah jika terjumpa soalan-soalan yang sama bentuk. Dari situ, penulis mula membuat kesimpulan: tanpa MINAT, seseorang tidak akan BERFIKIR dan tidak akan terdorong untuk BERFIKIR. Tanpa BERFIKIR, seseorang tidak akan BELAJAR.

Penulis telah menemukan BELAJAR dengan MINAT menggunakan ‘jambatan’ BERFIKIR, tetapi definisi BELAJAR masih kabur. Penulis memerlukan pengalaman tambahan untuk mendapat definisi BELAJAR yang lebih luas. Selain itu, penulis tidak tahu apa yang boleh mendatangkan MINAT. Disebabkan itu, penulis berputus asa sekiranya orang yang diajar tidak mempunyai MINAT terhadap apa yang penulis ajar. Ini berlaku, di mana PC yang diceritakan tadi ditolak mentah-mentah oleh penulis ketika dia menanyakan soalan matematik tambahan (setelah diajarkan soalan lain yang sama bentuk), lalu penulis digelar KEDEKUT ILMU. Mengapa penulis menolak? Kerana penulis jemu mengajar benda yang SAMA, sedangkan orang yang diajar tiada MINAT. Kalau tiada minat, ajarlah soalan yang sama berulang kali, memang takkan ada kesan, dan juga membuang MASA yang sepatutnya penulis tumpukan untuk diri sendiri. Dari itu, penulis berputus asa kepada sesiapa yang mahu belajar dari penulis tetapi tiada MINAT.

Di universiti, penulis berkenalan dengan seorang pelajar yang amat bermasalah. Kini sudah dua tahun penulis bekerja dengan pelajar ini sebagai satu kumpulan. Sikap pelajar ini ialah dia suka bertanya soalan-soalan yang tidak menggambarkan kematangannya sebagai pelajar universiti, dan dia tiada MINAT terhadap apa yang dipelajarinya. Ya, penulis bertemu dengan sejenis manusia yang penulis AMAT berputus asa untuk diajarkan. Disebabkan penulis masih belum bertemu dengan definisi BELAJAR, maka penulis ingin tahu bagaimana cara orang yang tiada MINAT seperti pelajar ini BELAJAR.

Begini. Katakan anda ialah ketua kumpulan yang mengandungi pelajar jenis ini. Anda tugaskan dia dengan satu tugasan, sebagai contoh, siapkan satu perenggan untuk laporan projek. Kemudian dia akan bertanya anda beberapa soalan. Dia tidak akan berFIKIR dahulu sebelum bertanya, tetapi dia akan bertanya soalan-soalan untuk diFIKIRkan oleh anda! Anda ber’fungsi’ sebagai ‘OTAK’ orang jenis ini, dan anda juga mungkin, ketika menjawab, secara tidak langsung sudah ‘merangka’ isi-isi perenggan tersebut untuk dia tuliskan! Jadi soalan-soalan tersebut akan berbunyi seperti soalan-soalan budak-budak. Ini kerana budak-budak bertanya soalan bukan untuk JAWAPAN, mereka bertanya untuk mendapatkan PERHATIAN. Jadi andalah jurufikirnya.

Selain itu, pelajar jenis ini juga akan hanya BUAT APA YANG DISURUH SAHAJA. Jika kita memberikan tugasan dengan arahan yang salah, maka KESALAHAN tersebut akan kekal sehinggalah kita menyedarinya apabila pelajar ini menghantar tugasan tersebut yang telah ‘disiapkan’ kepada kita. Mengapa? Kerana ‘otak’ pelajar ini ialah kita, maka dia tidak akan berfikir ketika menyelesaikan tugasan tersebut menyebabkan kesalahan dalam arahannya tidak dapat dikesan. Akhirnya, kita terpaksa menyelesaikan semula tugasan tersebut sendiri dan ini membuang masa. Dari itu juga, memberi tugasan kepada orang jenis ini memerlukan kita untuk berfikir dua tiga kali kerana jika berada dalam organisasi yang besar, risikonya juga BESAR. Arahan-arahan yang diberikan kepada orang jenis ini mesti juga sempurna, ‘perfect’, tiada cacat cela, agar nanti tiada loji penapisan minyak dan kilang kimia yang meletup mahupun terbakar. Ini amat menyeksakan.

Terima kasih kepada pelajar tersebut, kini penulis lebih memahami definisi BELAJAR dan beza definisi BELAJAR antara orang yang ada MINAT dan tiada MINAT. Rugilah kepada mereka yang menarik dari dari berkumpulan dengan pelajar ini!

Belajar, secara umumnya, ialah proses memadankan gaya pemikiran kita dengan gaya pemikiran orang lain, untuk mencapai tahap yang jika diterjemah dari istilah sains, ialah tahap resonans atau ‘gema’. Dengan bersepadannya gaya pemikiran kita dan orang lain, maka pemindahan ‘tenaga’ atau ‘ilmu’ dapat dilakukan dengan mudah dan lancar sebagaimana radio yang berada dalam keadaan resonans dengan stesen pemancar, di mana pemindahan isyarat bunyi dapat dilakukan dengan mudah kerana ketika resonans, berlaku kesepadanan ‘impedans’ radio dan impedans pemancar. Kita akan mendapat ‘tenaga maksimum’ dari ‘sumber’, di mana kita akan faham dengan semaksimum mungkin dari orang yang mengajar.

Jadi dalam proses belajar, proses BERTANYA ialah proses yang amat penting. Bertanya, ialah proses ‘memberitahu’ si pengajar bagaimana cara kita berfikir tentang perkara yang diajarkan, di mana pengajar setelah dimaklumkannya, akan cuba menyelaraskan cara pengajarannya sehingga benar-benar terselaras, resonans dengan cara berfikir orang yang diajar. Ini sama seperti menyelaraskan radio dengan stesen pemancar sehingga isyarat bunyi benar-benar jelas.Ketika mencari isyarat radio, kita memadankan impedans radio dengan impedans pemancar. Proses ini akan berlarutan dan berulang-ulang sehingga pelajar benar-benar faham, maka disebabkan itu, soalan yang banyak biasa diajukan dalam proses pembelajaran yang aktif. Akan tetapi soalan-soalan yang banyak juga mesti diselang-seli dengan FIKIR, kerana bertanya tanpa berfikir itu samalah seperti pelajar yang tiada minat atau seorang budak yang mungkin mahu si pengajar menjadi jurufikirnya.

Sekarang telah jelas pada penulis apa itu BELAJAR. Tetapi bagaimana mahu menimbulkan MINAT? Memang penulis telah berputus asa dengan orang yang tiada minat, tetapi kadangkala terdetik juga untuk memahami bagaimana minat boleh wujud. Guru penulis pernah menyatakan bahawa MINAT boleh dipupuk (nampak ada sedikit harapan di situ). Dari pengalaman juga penulis berpendapat MINAT boleh lahir dari faktor tekanan sekeliling, kekangan fizikal sebagai contoh kecacatan menghadkan pergerakan seseorang dan akhirnya mungkin dia meminati kerja-kerja seni sebagai contoh melukis, genetik, dan mungkin juga kerana seseorang itu SENANG dengan perkara yang diminatinya. Apapun, dalam kebanyakan kes yang penulis temui, rasa SENANG dengan apa yang diminati mewujudkan MINAT. Dan dari mana pula datang rasa senang tersebut? Ia datang dari dalam diri sendiri. Maka tepuk dada dan tanya diri sendiri.

Jadi jika anda seorang pelajar, tanyalah pada diri anda semula, adakah aku benar-benar SENANG dengan apa yang aku pelajari? Adakah aku memaksa diri sendiri supaya SENANG berada di sini? Kerana ketiadaan rasa SENANG ialah petanda bahawa anda tiada MINAT dengan apa yang dipelajari. Anda mungkin berada di situ, di institusi pengajian tinggi atas tekanan keluarga, atas tekanan hidup yang memandang tinggi segulung ijazah. Jika tiada MINAT, maka tiadalah dorongan untuk BERFIKIR. Jika tidak BERFIKIR, bagaimana mahu BELAJAR dengan berkesan? Maka semuanya bermula dari dalam diri sendiri.

Tiub hampagas (bahagian 3)- Magnetron

Magnetron ialah alat penghasil gelombang mikro yang digunakan dalam ketuhar gelombang mikro sehingga kini, dan pada radar-radar sebelum Perang Dunia Kedua.

Sebelum ini penulis telahpun menerangkan mengenai prinsip-prinsip asas bagaimana tiub hampagas berfungsi. Secara mudahnya, semua jenis tiub hampagas dihasilkan bagi membolehkan pengaliran elektron dikawal dari luar tiub. Elektron mengalir merentas ruang kurang udara (hampagas) di dalam tiub, dari katod ke anod.

Magnetron bertindak berasaskan satu prinsip utama; iaitu ’memaksa’ elektron kembali ke katod berbanding cara biasa yang dilakukan oleh kebanyakan tiub hampagas; membenarkan elektron mengalir dari katod ke anod. Dengan kata lain, magnetron berusaha menghalang elektron yang bertenaga tinggi yang dipancarkan oleh katod dari berhenti di anod, dan bertindak menolak elektron ini kembali ke katod, seperti memampatkan sebuah spring regangan.



Dengan menolak elektron kembali ke katod, tenaga akan dikeluarkan oleh elektron tersebut. Sepertimana spring regangan, apabila anda memampatkannya, suatu daya tolakan dari spring akan terhasil dan dapat dirasakan oleh tangan. Daya tolakan spring ini terhasil disebabkan oleh tenaga yang tersimpan di dalam spring tersebut, dikeluarkan sebagai daya yang menolak tangan ketika ia dimampatkan. Begitu juga dengan memaksa elektron bertenaga tinggi kembali ke katod, suatu tenaga akan dilepaskan oleh elektron ini. Tenaga ini ialah gelombang mikro.

Atau untuk perumpamaan lain, bayangkan elektron yang bertenaga tinggi ialah span yang menyerap air. Span ialah elektron, sementara air ialah tenaga yang dikandungnya. Dengan menekan span (menolak elektron kembali merapat ke katod), air (tenaga) akan dikeluarkan. Perkara yang sama juga berlaku dalam magnetron.

Sebelum menjelaskan magnetron dengan lebih lanjut, penulis akan menerangkan laluan masuk dan keluar tenaga melalui magnetron. Sila perhatikan rajah di bawah:



Merujuk kepada rajah di atas:

Magnetron digambarkan sebagai satu sistem.

Tenaga yang masuk ke dalam sistem terdiri dari dua jenis: tenaga dari pemanas filamen, dan tenaga elektrik bervoltan tinggi dari katod ke anod yang dibekalkan oleh bateri atau transformer injak naik, iaitu transformer ketuhar gelombang mikro yang popular dalam kalangan penghobi elektronik.

Tenaga yang keluar dari sistem terdiri dari dua jenis; tenaga gelombang mikro dan tenaga elektrik.

Menurut Hukum Termodinamik Pertama (prinsip keabadian tenaga), jumlah tenaga yang masuk mesti sama dengan jumlah tenaga yang keluar. Maka tidak akan ada tenaga yang hilang.

Tetapi menurut Hukum Termodinamik Kedua, tenaga yang masuk mesti terpecah dua; satu kepada tenaga yang bermanfaat dan satu lagi kepada tenaga yang tidak bermanfaat. Oleh itu, tenaga yang masuk MESTI terpecah kepada dua bentuk; satu kepada tenaga bermanfaat (gelombang mikro) dan satu lagi kepada tenaga tidak bermanfaat (tenaga elektrik yang membawa elektron yang berbaki yang tidak kembali ke katod ke anod). Jika Hukum Termodinamik Kedua tidak dipatuhi, elektron berperlakuan seperti sebuah ‘enjin sempurna’, dan gelombang mikro tidak akan terhasil kerana tenaga yang masuk tidak terpecah dua sebaliknya bertukar sepenuhnya kepada tenaga elektrik, iaitu semua elektron ditolak ke anod dan tidak ada satupun elektron yang berjaya dikembalikan ke katod.

Rajah di bawah pula menunjukkan rekabentuk asal dan paling asas sebuah magnetron. Rekabentuk ini ialah rekabentuk pertama magnetron yang dicipta oleh Albert Hull, ahli fizik Amerika pada tahun 1921.



Dalam rekabentuk tersebut, magnet diletakkan supaya medannya selari dengan arah pergerakan elektron. Medan magnet atau kawasan di mana daya magnet bertindak, menghasilkan daya yang berserenjang (English-perpendicular) dengan arah pergerakan elektron. Untuk memahaminya, bayangkan elektron bergerak mengikut garisan pada satu kertas yang leper dan rata. Jika arah medan magnet menghala tegak menembusi kertas, daya yang memesongkan pergerakan elektron ialah pada atas kertas, sama seperti elektron, TETAPI berserenjang dengan arah elektron tersebut. Lihat rajah di bawah:



Di dalam magnetron, katod diletakkan di tengah-tengah gelang anod seperti dalam rajah di bawah. Kedua-duanya kemudian diletakkan dalam sebuah tiub hampagas. Elektron bergerak dari katod ke anod, dan ditunjukkan oleh garis alur elektron. Apabila magnet diletakkan di atas susunan ini, medan magnet yang menembusi satah leper atau ‘kertas’ (sebagaimana perumpamaan yang digunakan sebelum ini) akan menghasilkan satu daya yang menolak elektron, 90 darjah tegak dari laluan asalnya. Dengan garis medan magnet yang banyak, elektron akan terus dipesong-pesongkan, kekal pada 90 darjah tegak dari arah sebelumnya untuk setiap pesongan, sehingga menghasilkan satu gerakan yang berbentuk PUSARAN. Dengan kata lain, magnet MEMUSARKAN elektron di sekeliling katod, di dalam ruang kurang udara di antara katod dan anod.

Apabila saiz pusaran ini cukup kecil, elektron akan KEMBALI ke katod. Di sini menerangkan bagaimana elektron ‘dipaksa’ kembali ke katod menggunakan medan magnet seperti yang diterangkan pada awal tadi. Dengan kembalinya elektron ke katod, maka sejenis tenaga akan dilepaskan. Tenaga ini ialah gelombang mikro.


Lengkungan-lengkungan berwarna menunjukkan laluan elektron dari katod ke dinding gelang anod.
a) Merah- elektron bergerak tanpa magnet
b) Biru ( kedua-dua lengkungan)- elektron bergerak dengan medan magnet yang sederhana. Sebahagian besar menuju ke anod dan hanya sebahagian kecil berjaya dikembalikan ke katod. Gelombang mikro terhasil dalam kuantiti yang sedikit.
c) Jingga- elektron bergerak hampir-hampir mendekati anod. Bilangan elektron yang berjaya dikembalikan ke katod lebih besar dari kes b). Oleh itu, gelombang mikro yang lebih besar dihasilkan.
d) Hijau- elektron di bawah medan magnet yang kuat. Gelombang mikro dihasilkan dengan kuantiti yang tertinggi. Inilah yang mahu dicapai oleh mana-mana pengeluar ketuhar gelombang mikro bagi menjimatkan kos tenaga.

Mengapa elektron yang dirapatkan dengan katod menghasilkan tenaga?

Elektron, katod dan anod masing-masing memiliki cas (English-charge). Elektron bercas negatif, katod bercas negatif dan anod bercas positif. Sepertimana yang diterangkan sebelum ini, secara semulajadinya, elektron akan tertarik kepada anod, dan tertolak jika ia berada di katod akibat cas-cas ini. Jika kita cuba merapatkan elektron yang secara semulajadinya tertolak apabila didekatkan (iaitu merapatkan elektron dengan katod), maka hasilnya sama sebagainya menekan suatu objek yang kenyal seperti spring dan span menurut perumpamaan pada awal artikel ini. Tenaga akan dilepaskan sebagai daya yang menolak tangan yang menekan.

Perbandingan antara magnetron dan wayar elektrik biasa.

Disebabkan magnetron mengalirkan elektron sebagaimana bahan-bahan pengalir seperti wayar elektrik, maka mengapa tidak satu perumpamaan yang mengaitkan kedua-duanya dihasilkan?

Apabila tenaga elektrik dibekalkan kepada elektron merentas wayar elektrik, tenaga tersebut akan terpecah dua; satu kepada tenaga elektrik ( sama seperti yang dibekalkan) dan satu lagi ialah tenaga haba dan lain-lain bentuk tenaga. Pecahan ini wujud disebabkan ketidaksempurnaan dalam wayar yang dinamakan rintangan (English-resistance).

Ini menepati Hukum Termodinamik Kedua seperti yang telah dibincangkan sebelum ini yang menyatakan bahawa tidak ada mesin atau jentera sempurna di dunia ini; iaitu; tenaga yang dibekalkan kepada setiap jentera di dunia akan pasti terpecah dua; satu kepada tenaga bermanfaat, dan satu lagi ialah tenaga yang tidak bermanfaat. Maka, wayar yang boleh diumpamakan sebagai ‘mesin’, akan mengeluarkan tenaga elektrik yang dibekalkan satu kepada tenaga elektrik yang mengalirkan elektron merentasinya dan satu lagi kepada tenaga tidak bermanfaat iaitu haba,bunyi dan sebagainya.

Apakah kaitan dan persamaannya dengan magnetron? Ruang kurang udara di antara katod dan anod dalam magnetron boleh diumpamakan sebagai wayar elektrik. Rintangan terhadap pengaliran elektron datang dari dua punca; rintangan akibat dari gas-gas yang masih tertinggal di dalam ruangan tersebut, dan MEDAN MAGNET dari magnet yang diletakkan di atasnya. Disebabkan ruang kurang udara memiliki rintangan yang rendah, maka rintangan dalam kes magnetron bolehlah dianggap HANYA dihasilkan oleh medan magnet.

Tenaga yang dibekalkan kepada elektron ialah jumlah tenaga dari pemanas filamen dan tenaga elektrik dari bateri. Jumlah tenaga ini akan terpecah dua disebabkan ‘rintangan’ atau medan magnet yang memesongkan elektron (penerangan telah dilakukan sebelum ini), satu kepada tenaga elektrik dan satu lagi kepada GELOMBANG MIKRO. Oleh itu, TIDAK SEMUA elektron kembali ke katod dan menghasilkan gelombang mikro. Sebahagiannya mendapat tenaga elektrik dan bergerak menuju anod. Oleh itu juga, magnetron MENEPATI hukum termodinamik kedua dan bertindak sebagai ‘jentera’ tidak sempurna, dan gelombang mikro yang terhasil ialah tenaga bermanfaat, sementara tenaga elektrik pula tidak bermanfaat.



Pengeluar-pengeluar ketuhar gelombang mikro berusaha meningkatkan peratusan tenaga gelombang mikro (tenaga bermanfaat) dari magnetron dengan mengubahsuai rekabentuk ‘gelang dan rod’ magnetron. Rekabentuk gelang dan rod ialah rekabentuk asal magnetron pertama yang dicipta oleh ahli fizik Amerika, Albert Hull pada 1921. Kini, ketuhar gelombang mikro menggunakan rekabentuk magnetron yang dicipta oleh John Randall dan Harry Boot yang menggunakan pengayun berlubang (English-cavity resonator), di mana peratusan tenaga gelombang mikro dapat ditingkatkan sehingga 80% dan mampu menjimatkan kos tenaga.


Rekabentuk magnetron berlubang (English-cavity magnetron) oleh Randall dan Boot.
sumber:http://www.xstreamscience.org/H_Glaze/Addendum.htm

Mengapa tenaga yang terhasil dari pengembalian elektron ke katod ialah gelombang mikro, bukan tenaga lain?

Jawapan kepada persoalan ini agak rumit dan memerlukan pengetahuan fizik kuantum. Penulis merasakan untuk memudahkan pemahaman, maka penjelasan fizik kuantum tidak akan ditulis di sini. Jika para pembaca ingin mengetahui dengan lebih lanjut, maka pengetahuan mengenai cabang fizik ini diperlukan. Penjelasan fizik kuantum juga digunakan bagi menjelaskan mengapa sinar-X dihasilkan apabila elektron menghentam sasaran logam. Fizik kuantum ialah cabang fizik yang mengkaji sifat-sifat elektron dan zarah-zarah subatomik yang lain seperti quark, muon dan sebagainya yang mana perilaku zarah-zarah ini amat berbeza dengan perilaku jasad-jasad makro (besar).

Untuk bahagian berikutnya penulis akan menerangkan mengenai tiub sinar X.

Tiub hampagas (bahagian 2) - tiub sinar katod.

Tiub sinar katod (English-cathode ray tube) ialah salah satu dari jenis-jenis tiub hampagas seperti yang telah dibincangkan sebelum ini.

Berbanding dengan gambar rajah asas tiub hampagas (lihat di bawah), tiub sinar katod memiliki tambahan beberapa elektrod dan bahagian-bahagian khas. Elektrod-elektrod ini ditambah bagi membolehkan alur elektron dipesongkan dari luar tiub, sama ada menggunakan medan elektrik atau magnet.



Tiub sinar katod ialah perkakas utama dalam peti televisyen era 90-an di mana perkakas inilah yang bertanggungjawab menghasilkan gambar. Sejak tahun 2010 hampir kesemua pengeluar peti televisyen dan komputer peribadi tidak lagi mengeluarkan televisyen dan komputer tiub sinar katod, dan telah beralih kepada teknologi paparan hablur cecair (LCD).

Untuk memahami bagaimana tiub sinar katod berfungsi, pembaca perlu mengetahui hanya beberapa fakta penting:
a) Pemanasan sesetengah logam JUGA akan mengeluarkan elektron darinya. Contohnya tungsten.
b) Elektron yang sedang bergerak akan MEMECUT ke arah tamatan positif bekalan kuasa dan MENYAHPECUT ke arah tamatan negatif bekalan kuasa
c) Hentaman elektron ke atas bahan fosfor akan menghasilkan kesan cahaya

Rajah di bawah menunjukkan bahagian-bahagian asas dalam tiub sinar katod:

Sumber: http://hep.physics.indiana.edu/~hgevans/p114/graphics.html

Terjemahan:
Filament – filamen (diperbuat daripada tungsten)
Heater-pemanas
Acceleration – pemecutan
Steering- kawalan ( mengawal pesongan alur elektron)
Vacuum-ruang kurang udara
Fluorescent screen-layar penghasil kesan cahaya

Dari rajah di atas, didapati tiub sinar katod memiliki tambahan empat elektrod lain berbanding rajah asas tiub hampagas. Dua elektrod yang berwarna biru dalam rajah mewakili dua elektrod utama yang mesti dimiliki oleh semua jenis tiub hampagas, dan dua elektrod berwarna merah dan ungu masing-masing adalah elektrod tambahan.


Tiub sinar katod yang kecil. Tiub ini mampu menghasilkan gambar dan berperanan sebagai televisyen kecil.
Sumber: http://www.aade.com/tubepedia/1collection/tubepedia2.htm

Bagaimana tiub sinar katod berfungsi?



Penerangan di bawah adalah berdasarkan rajah di atas.

Filamen diperbuat daripada tungsten dan dialirkan arus elektrik. Tungsten memiliki sifat khas di mana apabila ia dialirkan arus, ia akan memanas dan membebaskan elektron dari permukaannya.

Sebelum pergi lebih jauh, ingin penulis jelaskan mengenai simbol bekalan kuasa atau bateri. Palang menegak yang lebih pendek ialah tamatan negatif atau katod bekalan kuasa, manakala palang yang lebih panjang ialah tamatan positif atau anod bekalan kuasa.

Elektron yang bergerak meninggalkan filamen akan menghentam plat negatif (plat pertama berwarna biru) atau katod pada bateri berwarna biru. Elektron pada plat negatif yang berwarna biru mendapat bekalan tenaga dari dua punca utama : a) elektron dari filamen yang datang menghentamnya dan b) bekalan tenaga elektrik dari bateri yang berwarna biru.

Elektron dari katod yang berwarna biru inilah yang digelar SINAR KATOD (English-cathode ray), kerana ia merambat dari KATOD bateri yang berwarna biru, yang merupakan unsur utama (English-central element) tiub sinar katod. Elektron ini bergerak menuju ke tamatan positif bateri yang dipanggil anod.

Satu perkara unik yang berlaku dalam tiub sinar katod berbanding rekabentuk asas tiub hampagas ialah elektron dari katod tidak ditarik TERUS KE ANOD, sebaliknya HANYA DIPECUTKAN MERENTASINYA. Untuk mengelakkan pembaca dikelirukan oleh rajah dengan menyangka bahawa elektrod di bahagian anod bateri adalah elektrod biasa, ingin penulis nyatakan di sini bahawa elektrod tersebut ialah GELANG atau SILINDER yang membenarkan elektron bergerak ditengahnya tetapi TIDAK MENGHENTAMNYA SECARA TERUS.



Dengan membenarkan elektron melepasi anod, ia boleh dibiarkan menghentam bahan fosfor seterusnya menghasilkan kesan cahaya dan gambar. Jika anod menahan semua elektron dari katod, maka tidak akan terhasil kesan cahaya pada bahan fosfor kerana tiada elektron yang menghentamnya.

Pesongan alur elektron pada paparan tiub yang dilekapi bahan fosfor boleh dilakukan sama ada menggunakan magnet, ataupun bekalan elektrik (berwarna ungu seperti dalam rajah). Dalam rajah di atas elektron tertarik pada tamatan positif (anod) bekalan tetapi tidak menghentamnya, juga sama seperti kes sebelum ini.

Bekalan elektrik akan diubah-ubah mengikut isyarat televisyen yang diterima dari sistem antena, yang mana ia akan mengubah-ubah kawasan hentaman elektron pada bahan fosfor untuk menghasilkan kesan gambar sepertimana yang diterima oleh antena dari stesen pemancar televisyen.

Untuk bahagian seterusnya penulis akan menerangkan mengenai tiub magnetron yang merupakan unsur utama dalam ketuhar gelombang mikro.