В конце XIX века немецкий физик Генрих Герц, экспериментируя с электроискровыми вибраторами, впервые заметил, что свет способен непосредственно влиять на электрический заряд. Он обнаружил, что при освещении ультрафиолетом заряженного проводника его заряд стремительно исчезает, а искра в промежутке возникает уже при гораздо меньшей разности потенциалов. Описание этого явления появилось в статьях Герца 1887‑1888 гг., но автор оставил его без объяснения, поскольку тогда ещё не было понятия о природе электронов.

Попытки разобраться в феномене последовали сразу же. Немецкий исследователь Гальвакс, итальянский физик Риги и английский учёный Джон Лодж (в своей знаменитой лекции 1894 года «Творение Герца») предлагали химическое объяснение. Их догадки выглядели разумными: без знания о существовании элементарного заряда трудно было построить иной механизм. Лишь в 1897 году Джозеф Томсон открыл электрон, и тогда стало возможным сформулировать теорию фотоэффекта.

Механические системы развертки изображения

Параллельно с изучением фотоэффекта в конце XIX века начали появляться идеи о механическом сканировании изображения. Такие системы развивались вплоть до Второй мировой войны, но наибольший практический импульс получила развертка, основанная на вращающемся диске. Её создателем стал студент‑изобретатель Пауль Нипков, подавший заявку на патент 6 января 1884 года.

Нипков назвал своё устройство «электрическим телескопом». В его основе лежал диск с отверстиями, расположенными по спирали Архимеда. При вращении каждый проходящий луч света сканировал одну строку изображения; количество отверстий определяло число строк в кадре. Свет, прошедший через отверстие, попадал на фоточувствительный элемент, где преобразовывался в ток, пропорциональный яркости соответствующего пикселя. Эти импульсы усиливались и модуляли несущую частоту радиопередатчика, позволяя передавать изображение по воздуху.

Идея точечного «ощупывания» изображения точка за точкой, последовательно по строкам, стала фундаментом всех последующих систем развертки. В течение первых десятилетий XX века множество изобретателей дорабатывали механический подход, однако лишь к 1900‑м годам появились средства, способные реализовать полностью электронное телевидение. Путём смены механики на электронные лучи учёные и инженеры создали устройства, которые, хотя и далеки от совершенства, уже были достаточно надёжными для практического применения.