Борьба за скорость - Ляпунов Борис Валерианович (читать книги полные TXT) 📗
Казалось бы, на этом путешествие луча должно и закончиться. Он попал в западню. Подталкиваемый справа, притягиваемый слева, он неизбежно попадет на левую, положительную пластинку.
Но не тут-то было! Луч мчится с неслыханной быстротой и пространство между пластинками проскакивает столь быстро, что пластинки еле-еле успевают отклонить его с прямолинейного пути. Поэтому-то светлое пятнышко появится не в центре экрана, а в левом его краю. Если пластинки поменяются зарядами, то, естественно, пятнышко окажется справа.
А дальше на пути луча поставлена такая же ловушка из пары горизонтальных пластин. Одна — сверху по ходу луча, другая — снизу. Заряжая их разноименными зарядами, можно заставить луч подниматься или опускаться.
Мы получили возможность управлять электронным лучом. Можем не только заставить его «гулять» справа налево или слева направо по экрану трубки. Можем заставить его делать это в строго определенное время, например, в тысячную долю секунды. Ведь луч будет отклоняться пластинками тем сильнее, чем сильнее они заряжены. Заряды же пластинок и смена зарядов в нашей власти.
Пара вертикальных пластинок заставляет электронный луч двигаться по экрану.
Теперь пусть на другую пару пластин тоже поступили заряды. Их может дать отраженный от цели радиосигнал, который мгновенно открывает доступ зарядом так, что нижняя пластинка отталкивает, а верхняя притягивает электронный луч.
И луч «сбивается» с пути, «спотыкается». Тем самым, объявляя о получении сигнала и показывая, когда он получен, луч играет роль часовой стрелки. Путь его размерен, и пятнышко подскакивает против того или иного деления циферблата наших электронных часов.
Так, управляя электронным лучом с помощью электронно-лучевой трубки, можно измерять время в микромире.
Зная время путешествия радиолуча туда и обратно, можно измерять расстояния.
И электронно-лучевая трубка стала важнейшей частью радиолокатора.
Локаторы широко применялись в минувшей войне на суше, море и в воздухе — на самолетах и кораблях, в артиллерии и противовоздушной обороне, в авиабомбах и снарядах.
Радиолокаторы ночью, в тумане обнаруживали вражеские самолеты и опознавали свои, помогали штурманам вести морские и воздушные корабли, наводили самолеты и орудия на цель, взрывали снаряды, чтобы без промаха поразить в воздухе врага. Маленький радиолокационный взрыватель, размерами немного больше стакана, выдержав чудовищное ускорение при выстреле, взрывал снаряд, даже если тот и не попадал в самолет, а только проносился мимо него.
Но у радиолокации есть и другие цели. Она нужна в мирной жизни, чтобы безопасно летали самолеты, чтобы шли корабли — в любую погоду, днем и ночью, в тумане и во льдах.
Радиолокация обогатила науку. Много интереснейших наблюдений можно вести с помощью радиолокатора.
Метеоры не только ночью, но и днем, не только крупные, но и мелкие, незаметные даже для вооруженного глаза, обнаруживает локатор.
Он следит за полетом шара-зонда, за ракетой, наблюдает за облаками, дождями и грозами.
Точность определения расстояний в локации достаточно высока. Как-то с локатором наблюдали на высоте в сотню метров рой насекомых. Одновременно измерили высоту теодолитом — та же цифра!
Мощный радиолокатор послал волны на Луну — и был получен ответный сигнал, точно измерено расстояние до нашего спутника.
Более того, исследуя отражение волн от Луны, узнали, — это только предполагалось раньше, — что Луна покрыта тонким слоем пыли в миллиметр толщиной, и измерили температуру лунной поверхности!
Снимки, сделанные с помощью электронов и рентгеновских лучей. Слева — электронограф и электронограммы от: 1 — кристаллов поваренной соли, 2 — кристаллической сурьмы, 3 — аморфной сурьмы, 4 — пленки серебра. В середине — малогабаритный электронный микроскоп и снимки: 5 — молекул красителя гемоцианина, 6 — поверхности травленого алюминия, 7 — протравленной меди. Справа — импульсная рентгеновская трубка и снимки прохождения пули через алюминиевый лист (8).
Быть может, в будущем удастся добраться радиолучом до Марса, заглянуть за густую пелену облаков, скрывающую от нас лик Венеры…
Радиоволны стали межпланетными, путешественниками. Когда в мировое пространство отправятся космические корабли, радио свяжет их с Землей.
Электронный луч необыкновенно чувствителен. Он откликается на сигналы продолжительностью в миллионные доли секунды. Вот почему с помощью электронно-лучевой трубки можно наблюдать быстро идущие электрические процессы, высокочастотные колебания.
Техника же умеет превращать в электрические колебания великое множество происходящих везде и всюду явлений. Ведь электрические свойства связаны с другими: меняется сопротивление нихромовой проволочки, когда изменяется ее длина; свет в фотоэлементе превращается в ток. И в конце концов всегда можно получить «электрическую картину» явлений, получить его точную копию, но уже на языке электрических колебаний.
На циферблате электронных часов можно наблюдать, как разыгрываются во времени различные явления, интересующие физика, химика, биолога, врача.
Тогда одна пара пластин, как и раньше заставляет луч гулять по циферблату-экрану, выполняя роль стрелки часов. А на другую пару пластин подается электрическое напряжение, но уже не от радиосигнала, преобразованного в ток, как в радиолокаторе, а от любого другого прибора, который измеряет и превращает в электрические колебания какой-либо интересный для нас процесс.
Колебания, поданные на пластины, отклоняют пятнышко на экране, подобно тому, как это было с сигналом, полученным трубкой от радиолокатора. Повторяясь много раз, они и чертят пятнышком кривую, которая говорит нам, как меняется во времени та или иная величина, как происходит тот или иной процесс.
И на экране видим, как растет и падает давление в цилиндре автомобильного мотора, изменяется со временем частота, сила, напряжение тока в различных электрических устройствах, цвет и состав вещества при химических превращениях, как пропускает свет открывающийся затвор фотоаппарата и какие токи возникают при работе человеческого сердца.
Электронно-лучевая трубка выступает как помощник не только ученого, но и инженера, конструктора, химика, биолога, врача.
Электронный луч, послушно следующий быстрым электрическим сигналам, дает возможность видеть на расстоянии.
Заглянем в студию телевизионного центра, откуда идет передача, и там увидим электронно-лучевую трубку.
Эта трубка — особого устройства. Ее экран состоит из множества крохотных фотоэлементиков. В фотоэлементиках под действием света появляется электрический ток.
Во всяком изображении есть светлые и темные места. Если посмотреть через лупу на снимок, помещенный в газете или книге, то видно, что он весь состоит из темных и светлых пятен. Свет отражается не одинаково от разных мест предмета. Поэтому на фотоэлементики экрана трубки падает свет местами более сильный, местами более слабый. Разные в них поэтому возникают и электрические токи.
Электронный луч, обегая фотоэлементики ряд за рядом, включает их по очереди в цепь. Слабые электрические сигналы затем усиливаются и в конце концов преобразуются в радиоволны.
Применение радиолокации. 1. Радиолокатор предупреждает столкновение самолетов в воздухе. 2–3. Позволяет «видеть» землю в темноте и тумане и облегчает посадку на аэродром. 4. Радиолокатор обеспечивает безопасность судовождения. 5. Позволяет наблюдать на большом расстоянии облака, дожди и грозы, метеоры — не только ночью, но и днем (6), следить за полетом ракеты (7) и шара-зонда (8). 9. С помощью радиолокатора измерено расстояние до Луны.
