Un tube cathodique est constitué : 

-d'un canon à électrons

 -d'un dispositif de déviation qui va permettre au spot de balayer la totalité de l'écran ;

 -d'un écran revêtu intérieurement de pastilles luminophores (c'est-à-dire qui produisent de la lumière, lorsqu'elles sont touchées par les électrons du spot).






ci-dessus: schéma simplifié du tube cathodique.


Fonctionnement

   Les rayons cathodiques sont des flux d'électrons à haute vitesse provenant de la cathode du tube, cette vitesse importante est due à la haute tension de l'anode. Dans un tube cathodique, les électrons sont focalisés, soit magnétiquement par une bobine ou bien électrostatiquement par une grille de manière à obtenir un mince rayon, la densité du rayon peut éventuellement être contrôlée par une grille comme c'est le cas dans les tubes TV, l'ensemble du dispositif est appelé « canon à électrons ». Le rayon qui sort du canon à électrons est ensuite dévié, soit magnétiquement par des bobines (comme dans un tube TV), soit électrostatiquement par des électrodes de déflection (dans la plupart des oscilloscopes). Ce rayon arrive ensuite sur l'anode recouverte d'une matière phosphorescente, souvent à base de terres rares. Quand les électrons frappent cette surface, de la lumière est émise, c'est le « spot ».





La source: le canon à électrons 


Le canon à électrons est une des composantes essentielles d'un tube cathodique ou d'instruments comme les microscopes électroniques. Ces appareils mettent en jeu un faisceau d'électrons et le canon à électrons constitue la source en électrons de ce faisceau.

Le principe du canon à électrons est d'extraire les électrons d'un matériau conducteur (qui en est une réserve quasiment inépuisable) vers le vide où ils sont accélérés par un champ électrique. Le faisceau d'électrons ainsi obtenu est traité par la colonne électronique qui en fait une sonde fine balayée sur l'échantillon.

Il existe 2 familles de canons à électrons selon le principe utilisé pour extraire les électrons.

• L'émission thermoïonique, avec les filaments de tungstène et pointes LaB_6.
• L'émission par effets de champs.

La déviation et le balayage


 Dans les tubes pour télévision, la déflexion est produite par un champ magnétique (créée par des bobines).
Les images à diffuser sont découpées en lignes (25 images/s découpées en 625 lignes en Europe).
On applique sur les bobines de déviation horizontale un courant en dents de scie ou rampe et le spot traverse l'écran de la gauche vers la droite avec une vitesse constante.
L'intensité du faisceau d'électrons est modulée par le signal. Une couche phosphorescente est excitée par l'impact du faisceau et émet (avec plus ou moins d'intensité et de rémanence) une lumière visible.
A la fin de chaque ligne, le signal comporte une impulsion qui déclenche l'extinction du spot et son retour rapide. Le courant dans les bobines de déflexion verticale est ajusté pour la nouvelle ligne.
Pour limiter le scintillement de l'image, on utilise un balayage entrelacé : Le spot parcourt les lignes impaires (1, 3, 5 ... 623, 625) en 1/50 de seconde puis les lignes paires.
La rémanence du phosphore et la persistance des impressions lumineuses sur la rétine donnent l'illusion d'une image permanente.






                     
ci-dessus: shéma simplifié montrant le parcours du spot.