Борьба за скорость - Ляпунов Борис Валерианович (читать книги полные TXT) 📗
В телевизоре все происходит в обратном порядке. Полученные сигналы подаются в приемную электронно-лучевую трубку — важнейшую часть телевизора. В ней электронный луч также двигается по экрану, как и в передающей трубке. Но поток электронов все время изменяется, следуя изменениям принятых сигналов. Поэтому и экран светится неравномерно. На нем появляются светлые и темные места, в точности воспроизводящие передаваемое изображение.
Электронный луч на экране трубки «рисует» изображение. Повторяясь много раз в секунду, оно сливается в нашем глазу в один сплошной рисунок.
Мы видим сплошной след от тлеющего уголька, если его быстро двигать. Мы видим световую рекламу, когда быстро зажигаются и гаснут лампочки, сливаясь в одно яркое изображение цифр или букв. И вспышки от ударов электронов, бегущие по экрану, сливаются в один рисунок.
Чтобы картина на экране была четкой, луч, передающий изображение, и луч в приемной трубе должны одновременно начинать и кончать обход каждого ряда фотоэлементиков, одновременно переходить с одного ряда на другой. Для этого лучу, принимающему изображение, подаются специальные сигналы. По этим сигналам луч начинает обход каждого ряда.
Так электронно-лучевая трубка передает и принимает изображение.
С помощью электронно-лучевой трубки взгляд человека проник и глубоко во Вселенную и глубоко в недра вещества.
Схема передачи и приема изображений в электронной системе дальновидения.
Самый сильный микроскоп увеличивает предметы в 2 тысячи раз. В нем еще можно увидеть предмет размером в одну десятитысячную миллиметра. А дальше природа света ставит предел проникновению в микромир.
На помощь пришел электронный микроскоп и предел отодвинут далеко. Невидимые электронные лучи помогают видеть невидимое.
В этом нет ничего удивительного. Во многом похожие на световые, электронные лучи также могут собираться в узкий пучок линзами.
Они так же, как и световые лучи, могут, проходя через прозрачные для них предметы, по-разному ими поглощаться, в зависимости от их толщины и плотности.
Но если световые лучи бессильны обнаружить предметы меньше десятой доли микрона, то электронный луч «видит» в 50 раз лучше. Он дает увеличение в 100 тысяч раз! А новейшие конструкции подобных микроскопов, возможно, дадут увеличение еще в несколько раз больше.
Все та же электрическая природа электронных лучей помогает использовать их, чтобы увидеть то, что долгое время оставалось скрытым от глаз человека.
Действуя на электроны электрическими или магнитными силами, можно изменить направление их движения и собрать в одну точку, подобно тому, как это делает обычная линза со световыми лучами.
Источником электронов будет здесь, как и во всех электронно-лучевых трубках, электронная пушка.
Система электрических или магнитных линз служит для увеличения в электронном микроскопе. Проходя через тонкую пленку какого-нибудь исследуемого вещества, электроны рассеиваются в нем. И на светящемся экране или фотопластинке появляется увеличенное «теневое» изображение светлых и темных мест образца.
Мы видим на экране или снимке жизнь мельчайших бактерий и вирусов, тайны химических превращений и строения вещества. В электронном микроскопе можно наблюдать даже отдельные молекулы.
Он открывает новые возможности для тончайших исследований строения металлов и сплавов и состояния их после обработки.
Электронный микроскоп.
Создатели первого советского электронного микроскопа академик А. А. Лебедев, кандидат физико-математических наук В. Н. Верцнер и инженер Н. Г. Зандин удостоены Сталинской премии. Теперь во многих научных институтах нашей страны ученые применяют электронные микроскопы — новое могучее средство изучения микромира.
Электроны делают видимыми тепловые излучения, которые не воспринимает наш глаз. Невидимыми инфракрасными лучами предметы выдают себя ночью, в сумерки, в тумане.
Пучком таких лучей «освещается» цель. Достигнув ее, лучи отражаются и возвращаются обратно, подобно радиоволнам, посылаемым локатором.
Радиоволны, идущие от цели, принимаются приемником локатора. Инфракрасные лучи попадают на чувствительный к таким лучам слой, из которого выбивают электроны. Они бомбардируют экран, заставляя его светиться.
Вместо невидимого изображения в инфракрасных лучах на святящемся экране электронного «телескопа» появляется видимое глазом изображение. Так электричество превращается в свет.
Электронно-лучевая трубка делает это, открывая окно в невидимый мир.
Чувствителен и послушан электронный луч. Можно разогнать электроны до такой скорости, какую не дает ни одна машина.
Можно заставить электроны мгновенно изменить свой путь.
«Мгновенно!» Это привычное для нас выражение, когда говорят о чрезвычайно маленьком промежутке времени. Однако мгновение — немалое время в микромире.
Оно длится десятые доли секунды!
А электронному лучу, который дошел до края экрана, нужны всего миллионные доли секунды, чтобы вернуться обратно и снова начать движение.
Никакая обычная машина не может сделать такое. Никакое человеческое чувство не в состоянии уловить сверхмгновения времени. И только электроника способна на это.
Необыкновенные свойства электронных машин объясняются природой частиц, которые в них работают, природой электронов.
Они малы и легки. Поэтому так мала их инерция и так велика их «поворотливость». Чем больше масса, тем больше инерция. Тяжелое тело дольше не может остановиться. Невообразимо легкий электрон останавливается «мгновенно» (мгновение — дань привычному!).
Поток электронов можно не только ускорить или повернуть. Его можно усилить.
В этом кроются новые возможности.
Какой машиной можно управлять, затрачивая мощность в такие доли ватта, что и прочитать-то их нельзя: после нуля, отделенного запятой, стоит еще 14 нулей! Ватт составляет 0,00136 лошадиной силы. Значит речь идет о совершенно ничтожных мощностях.
В какой машине можно, получив очень малую мощность, усилить ее в сотни миллиардов раз!
Неуловимое нашими чувствами становится осязаемым, зримым, доступным.
Свет от звезд — вестник далеких миров во Вселенной. Они так далеки от нас, что некоторые уже, быть может, погибли, а свет от них еще идет к Земле. И многие звезды остаются скрытыми от человека, вооруженного мощными телескопами, потому что слишком мало света доходит из глубин Вселенной от этих небесных миров.
восклицал Ломоносов. Звездам нет числа… Сколько звезд мы не можем увидеть глазом!
Электронные машины открыли новую главу в астрономии — астрономию невидимого. Столетия прошли, но мы лишь силой воображения представляли себе спутников звезд, на которых возможна жизнь, лишь догадывались о них.
Теперь мы их изучаем. И это помогла сделать электроника.
Электроника стала и помощником астрономов, которым нужна очень большая точность при измерении очень малых величин.
С помощью фотоэлементов можно чрезвычайно точно определить, насколько потемнела пластинка от самого слабого света, как расположены спектральные линии, раскрывающие тайны строения звезд.
Электронные часы измеряют время с точностью до одной стомиллионной доли секунды. В точных астрономических исследованиях они незаменимы.
Следящее устройство с электронным усилителем поворачивает телескоп, неотступно направляя его туда, куда нужно астроному. Счетно-решающие устройства производят сложнейшие астрономические вычисления с астрономической точностью, с фантастической скоростью.
