Борьба за скорость - Ляпунов Борис Валерианович (читать книги полные TXT) 📗
Среди этих проблем и грандиозная увлекательная проблема космических путешествий.
Нет пределов бесконечной Вселенной. Нет пределов могуществу науки, познающей и покоряющей природу. Межпланетные путешествия будут новыми вехами на пути открытия мира.
Эта задача будет решена. Человечество, по словам Маркса, ставит перед собой лишь такие задачи, какие оно в состоянии решить. И задача межпланетных полетов — в повестке дня науки и техники ближайшего будущего.
ПОКОРЕННЫЙ ЭЛЕКТРОН
Космические корабли, полеты во Вселенную — это пока еще фантастика. Но космические скорости уже перестали быть достоянием одних только астрономов. Они стали достоянием инженеров.
Мир сверхвысоких скоростей завоеван техникой нашего века. Особый, чудесный мир!
Бесконечно мал он, но и велик в то же время. Говоря словами поэта:
В нем мы имеем дело с гигантскими скоростями, с огромными числами оборотов и колебаний в секунду.
Нам невидим этот мир ничтожно малых расстояний, ничтожных промежутков времени, ничтожных масс…
Но невидимый мир малого в руках человека делает большие дела. Нам удалось создать машины, работающие со сверхвысокими скоростями.
Благодаря им стали возможны многие достижения техники наших дней — радиолокация, телевидение, рентгеноскопия, микроскоп с увеличением в 100 тысяч раз и телескоп, с помощью которого можно заглянуть в неведомые глубины Вселенной, «машинная» математика, чудесные станки-автоматы и автоматы-контролеры…
Они стали возможны потому, что мы научились управлять невидимым потоком электронов, — мельчайших электрических частиц.
Разве можно построить машину, части которой двигаются со скоростью нескольких десятков тысяч километров в секунду? Машину, которая выполняла бы наши желания мгновенно, как мысль?
То, что дали нам электронные приборы, открыло совершенно необыкновенные возможности.
Увидеть невидимое — мир далеких звезд и мир молекул. Увидеть то, что, казалось бы, самой природой, по самой сущности вещей, навсегда скрыто от наших глаз.
Слышать на расстоянии многих тысяч километров. Передавать изображения по радио и телеграфу. Послать радиосигнал на Луну и получить отраженный сигнал, который точно ответит на вопрос, как далеко до нашего спутника. Наблюдать дожди и грозы за десятки километров. Уверенно вести корабли на море и самолеты в воздухе — ночью, в тумане, в облаках, в любую погоду.
Мгновенно решать сложнейшие математические задачи, узнавать, что делается в недрах металла, в деталях самых быстроходных машин, — не разрушая металл, не останавливая машины.
В тысячу раз быстрее сушить древесину. В тысячу раз быстрее разведывать залежи железных руд. В тысячи раз быстрее узнавать все свойства металлов и сплавов.
Управлять сложнейшими химическими превращениями, идущими с колоссальной быстротой, работой станка-автомата, проверять готовые изделия так точно и быстро, как не может самый лучший человек-контролер.
У электронных приборов необыкновенные «органы чувств». Они могут «уловить неуловимое»: электрический ток такой слабый, что его не замечают обычные наши приборы; тепло, излучаемое человеческим телом, — на расстоянии почти в пол километра; малейшее изменение яркости света — гонца из недр вещества и из глубин Вселенной; промежуток времени в миллионную долю секунды; колебания с частотой в миллиард раз в секунду…
Вес и размеры электронных приборов очень малы. Они работают бесшумно. Ими легко управлять, их легко регулировать. Они совершают чудеса. Крохотный прибор может «повелевать» огромным механизмом, следя за работой и управляя ею: электронные приборы усиливают передаваемую мощность в миллиарды раз…
Советские ученые и инженеры одержали немало побед в области электроники.
О ней теперь пойдет у нас речь.
Сколько хитроумия, изобретательности, тонкого искусства экспериментатора, сложных теоретических расчетов, опытов вложено в победы над микромиром!
Физика взвесила и измерила, изучила частицы, размеры которых так исчезающе малы, что воображение отказывается себе их представить, что цифры уже теряют свою осязательность. Только аналогия из привычной нам обстановки дает представление о них. Говорят что-то в таком роде: надо представить себе атом водорода величиной с большой зал, для того, чтобы электроны сделались едва заметными глазу — с точку, которую вы видите в конце этой фразы.
Настоящую же величину частичек из атомного мира бессильно представить наше воображение. И тем более ярко выступает перед нами мощь современной науки. На практике убеждаемся в правильности ее заключений о том, что недоступно нашим чувствам.
Когда мы слушаем радио или видим звуковой кинофильм, когда радиолокатором «достаем» до Луны, когда в десятках различных приборов послушно работает покоренный электрон, — это ведь торжество науки. Без нее невозможны все эти удивительные достижения техники.
Достижения электроники. 1. Электронный микроскоп дает увеличение в 100 тысяч — 200 тысяч раз, что позволяет видеть частицы размером до одной миллионной доли сантиметра — крупные молекулы. В оптический микроскоп, дающий увеличение до 2 тысяч раз, нельзя увидеть частицы, которые меньше двух стотысячных долей сантиметра. 2. Телевизор с электронной разверткой дает изображение из полумиллиона элементов и в ближайшем будущем сможет дать из полутора миллионов, что соответствует яркой, четкой проекции на киноэкране. Телевизор с механической разверткой давал изображение, состоящее из 19 200 элементов. 3. Электронная счетная машина может рассчитать траекторию метеорита быстрее, чем он летит от границ атмосферы до Земли. Арифмометр закончил бы такой расчет намного позднее. 4. Сверхвысокочастотные электронные лампы позволяют получать электромагнитные колебания частотой в десятки миллиардов в секунду. Машинные генераторы давали ток с частотой до 30 тысяч колебаний в секунду. 5. Электронный осциллограф (прибор для записи колебаний) регистрирует колебания с частотой до миллиарда в секунду. Осциллограф другой системы записывает колебания с частотой не более 10 тысяч в секунду. 6. В бетатроне — ускорителе заряженных частиц — электроны разгоняются до скорости, которая лишь на 0,03 процента меньше скорости света. Скорость снаряда дальнобойного орудия — около 1,5 километра в секунду. 7. Электронные приборы — реле — могут включать электрическую цепь в миллионные доли секунды. Электромагнитное реле срабатывает за тысячные доли секунды. 8. Радиолокатор обнаруживает самолет на расстоянии 10 километров за 0,00007 секунды. Звукоулавливателю понадобилось бы 30 секунд, а за это время современный скоростной самолет успеет пролететь около 10 километров.
Заглянем сейчас внутрь электронных приборов.
Основа электронной машины — электрон. Эта мельчайшая частичка материи чрезвычайно легка. 27 нулей нужно поставить в дроби после запятой перед первой значащей цифрой, чтобы написать, какую долю грамма весит электрон. В миллиардной доле грамма больше миллиарда миллиардов электронов!
Электрон — самый маленький электрический заряд. Электроны могут не только кружиться вокруг ядра в атоме, как планеты вокруг Солнца.
