Текст книги "Волшебная лампа"
Автор книги: Юрий Костыков
сообщить о нарушении
Текущая страница: 4 (всего у книги 8 страниц)
ЛИБО ДОЖДИК, ЛИБО СНЕГ…
Какая завтра будет погода? Этот вопрос часто волнует очень многих людей. Над ним задумывается и колхозник, и летчик, и железнодорожник, и моряк. Да и каждый из нас не раз хотел узнать, какая будет погода: ведь неожиданный дождик или снежная метель могли совершенно изменить наши планы. Деятельность большинства людей находится в сильной зависимости от состояния погоды. Поэтому всем им крайне важно иметь возможность ее предсказывать, уметь ее предугадывать.
Ученые-метеорологи после глубокого изучения причин изменения погоды пришли к выводу, что они только тогда смогут успешно составлять предсказания погоды, если будут иметь перед глазами картину состояния погоды, и не в одном каком-нибудь месте, а сразу чуть ли не на всем земном шаре. С этой целью во всех странах была организована широкая сеть метеорологических станций, которые ведут непрерывные наблюдения за состоянием погоды. Наблюдения местных станций представляют ценность лишь в том случае, если они очень быстро попадут в Центральное бюро погоды страны. Последнее немедленно обменивается метеорологическими данными с «бюро погоды» других стран, и на основании наблюдений многих сотен отечественных и иностранных метеостанций составляется карта погоды земного шара. Чем чаще делаются такие карты, чем точнее они отражают действительный ход изменений погоды, тем более верны будут ее предсказания.
Передача метеорологических наблюдений составляет значительную долю в нагрузке радиостанций. Никаких проволочных телефонно-телеграфных сетей не хватило бы для передачи такого огромного материала. Только радию обеспечило чрезвычайно быстрое получение данных о наблюдениях огромной сети метеостанций. Даже наблюдения таких станций, как дрейфующая станция «Северный полюс», благодаря радио, бесперебойно поступали в распоряжение метеорологов. Говоря о роли радиостанции, Герой Советского Союза И. Д. Папанин в своем дневнике 18 февраля 1938 года писал: «Метеорологи и синоптики всего мира могут быть благодарны ей: четыре раза в сутки мы через эту радиостанцию передавали сводки о погоде в Центральном полярном бассейне».
Радио позволило через каждые шесть часов составлять карты погоды. В этих картах скрывается изумительный по своему масштабу и разнообразию рассказ о мировой погоде за эти часы.
Но в метеорологии радио используется не только для передачи результатов наблюдений, а в ряде случаев оно дает возможность и производись эти наблюдения. Как в самом деле узнать, например, давление атмосферы, температуру или влажность воздуха на высоте в 25–30 километров, когда туда не может подняться ни один самолет? И здесь на помощь приходит радио. Специальный прибор – радиозонд (он состоит из лампового радиопередатчика и специальных аппаратов) – поднимается на небольшом воздушном шаре и по мере подъема автоматически сообщает результаты измерений.
Радиотехническими методами изучается также строение и состояние еще более высоких слоев атмосферы. Гипотезы о строении самых верхних слоев атмосферы, находящихся на высоте 400–500 километров, созданы главным образом на основе анализа законов распространения, отражения, поглощения и преломления в них радиоволн. По всему земному шару разбросаны десятки так называемых ионосферных станций, ведущих наблюдения за состоянием верхних слоев атмосферы. Радиотехника является мощным орудием в руках метеорологов.
Без радио, без электронной лампы служба погоды была бы совершенно беспомощной, и научные прогнозы были бы невозможны.
ФОТОГРАФИЯ ЗВУКА
Вечером 6 ноября 1943 года вся страна, затаив дыхание, слушала доклад своего любимого вождя и полководца товарища Сталина о XXVI годовщине Великой Октябрьской социалистической революции.
Сталин говорил об итогах войны с немецко-фашистскими захватчиками, об итогах истекшего года – года коренного перелома в ходе войны, о всенародной помощи фронту, и его простые, мудрые слова, кроме депутатов Моссовета, собравшихся в зале Кремлевского дворца, слушали десятки! миллионов людей. И в солнечном Ташкенте, и в суровой Арктике, и в далекой Сибири, и на фронтах Отечественной войны люди старались не пропустить ни одного слова. Вот в зале раздался взрыв рукоплесканий и заразительный смех. Смех этот, зародившись в Кремлевском дворце, прокатился по всей Москве, перевалил через ее окраины и понесся от города к городу, от колхоза к колхозу, по всем необъятным просторам нашей отчизны. Вместе с депутатами в Кремле смеялись хлопкоробы Узбекистана, лесорубы Архангельска и рыбаки Дальнего Востока. Смеялась вся страна. Эта Сталин с беспощадной, уничтожающей иронией высмеивал холуев Гитлера, мечтавших получить пироги и пышки, а теперь ломающих голову над тем, «как бы выйти из войны, получив при этом поменьше синяков и шишек».
Прошла ночь. Наступил следующий день, и радиоволны опять понесли по всему миру знакомый спокойный голос. Они несли все его оттенки, несокрушимую силу сталинской логики, тонкий юмор беспощадной иронии и твердую уверенность в близости окончательного разгрома немецко-фашистских захватчиков. Опять загремела в эфире буря оваций, которыми время от времени прерывали доклад вождя участники торжественного заседания. Благодаря достижениям в области записи звука стало возможным сохранить выступления великого Сталина и дать возможность потомкам в далеком будущем прослушать их.
Каждый вечер со многих тысяч экранов страны раздаются голоса любимых народом артистов, музыкантов, поэтов, ученых.
…Раннее утро. Радио начинает свой день государственным гимном Советского Союза. Гимн исполняется Краснознаменным ансамблем красноармейской песни и пляски Союза ССР. Неужели каждое утро ни свет, ни заря сотни артистов ансамбля собираются в студии?
Нет! Все эти артисты преспокойно спят. За них «выступает» звукозапись.
По радио объявляют: – «…прослушайте русскую народную песню „Эй, ухнем“ в исполнении Шаляпина».
Кого? Шаляпина? Но он же давно умер.
Да, это верно. Но голос его записан навеки.
…На полярную станцию прилетел самолет с почтой. В конверте, адресованном одному из зимовщиков, оказалась небольшая целлулоидная пластинка с надписью: «Говорящее письмо». Когда эту пластинку поставили в патефон, оттуда зазвучал родной голос маленького сынишки этого зимовщика. У счастливого отца заблестели глаза…
Звукозапись – это искусство фотографирования окружающего нас мира звуков. Это искусство стало возможным в результате большого прогресса электронных ламп.
Правда, фонограф и его «наследник» граммофон появились до электронной лампы, но широкое распространение высокохудожественной граммзаписи, не говоря уже о звуковом кино и тонфильмах, целиком обязано электронным приборам – фотоэлементу и электронной лампе.
ГЛАВА IV
ЭЛЕКТРОННЫЙ ТРУЖЕНИК
В СТО РАЗ СКОРЕЕ
В одном из научно-исследовательских институтов Академии наук СССР спроектировали сложную высоковольтную электрическую установку. Подобного рода установок еще нигде и никогда не было. Не только в Советском Союзе, но и за границей с нетерпением ожидали окончания изготовления установки и ее пуска.
Наконец работы подошли к концу. Для приемки установки была создана специальная комиссия из виднейших ученых страны. И вдруг случилось несчастье. Тяжелый медный электрод упал на сложный фигурный фарфоровый изолятор, служивший основанием важнейшего узла установки;, и разбил его вдребезги.
Работники института были в отчаянии. Приходилось откладывать приемку и пуск установки дней на сорок, а то и больше. Изготовление, сушка и обжиг изолятора требовали много времени. Одна только сушка занимала двадцать пять дней.
Что делать? Пришлось разбирать установку, собранную с таким трудом. Один из инженеров, участвовавших в монтаже, куда-то исчез, и товарищи по работе решили, что он, по всей вероятности, заболел. Но с квартиры инженера сообщили, что он так занят, что в течение нескольких дней не будет ночевать дома. На следующий день инженера на работе не было, не пришел он и на третий день. Все волновались. Только главный инженер института был спокоен, таинственно отмалчивался или шутил: «Что ж мудреного? Разбили изолятор, вот человек и запил с горя».
Прошло три дня. К зданию института подкатил грузовик. B кузове его стояли два ящика. Из кабинки выскочил пропадавший инженер. Его измученное, небритое лицо было озарено сияющей улыбкой. Прыгая через три ступеньки, он мигом поднялся в лабораторию и еще с порога закричал:
– Изоляторы привез! Помогите их выгрузить – и за работу.
Пораженные сотрудники раскрыли рты. Таких изоляторов никто, нигде и никогда не изготовлял, достать их готовыми было совершенно невозможно. Еще менее возможно было изготовить их в течение трех дней.
– Что вы на меня уставились, словно я с Луны свалился? – спросил инженер, нарушая наступившую тишину. – Говорят вам – привез изоляторы.
– Если бы с Луны свалился, это было бы менее удивительно, – пробормотал один из сотрудников. – Где ты их умудрился достать?
– Не достать, а сделать, – отвечал приехавший.
– Сделать? – хором воскликнули все присутствовавшие. – Так ты, что же, сырыми их привез, что ли!?
– Да нет же. Все в порядке. Сделали, высушили, обожгли. Пойдемте разгрузим, потом все расскажу.
Когда изоляторы доставили в лабораторию, виновник этого события приступил к рассказу о своих похождениях:
– Сделать изоляторы в такие сроки помогла мне, – кто бы вы думали? – электронная лампа. Изоляторы сушились по новому способу, в поле высокой частоты, которое получалось в конденсаторе лампового генератора. Об этом способе сушки я вспомнил, когда разбился изолятор. Но никаких подробностей не знал. Пришлось заняться поисками и переговорами. На это я убил больше всего времени – двадцать шесть часов. Затем четыре часа ушли на подготовку и два часа с минутами на изготовление изоляторов. На всякий случай сделали парочку. А потом началось самое страшное – сушка. Раньше-то мы сушили их в тепловых сушилках двадцать пять дней, и то из пяти штук получили один изолятор, а четыре пришлось забраковать. Мне же пообещали высушить мои изоляторы за шесть часов. Шесть часов я трясся, как в лихорадке. Когда стали вынимать изоляторы из конденсатора, меня уже не держали ноги. Но все окончилось замечательно. Оба изолятора были отличного качества, без единой морщинки или трещинки. Обжиг, охлаждение, упаковка и доставка заняли тридцать с лишним часов. И вот не прошло и трех суток…
Установка была запущена точно в назначенный срок.
ЛАМПА В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
За последние годы электронная лампа проникла в самые различные области народного хозяйства.
Вот сейчас мы встретились с ней при сушке керамических изделий. А ведь таким же способом можно сушить сырую древесину, чай, табак. В чем тут дело?
Мы уже знаем, что с помощью электронной лампы в контуре, состоящем из катушки и конденсатора, можно получить колебания электрической энергии.
Схема колебательного контура.
Как маятник часов отклоняется то вправо, то влево, так электрическая энергия, находящаяся в контуре, перебегает то в катушку и собирается там в виде магнитного поля, то в конденсатор и скапливается в нем в виде электрического поля. Если бы в часах не было пружины или гири, то маятник покачался бы и остановился. Точно так же, если бы не было лампы, то электрические колебания быстро затухли бы. Пружина в часах и лампа в электрическом контуре не позволяют колебаниям прекратиться. Частота колебаний зависит от величины катушки и конденсатора и бывает от нескольких десятков в секунду до многих миллионов.
Таким образом, внутри катушки образуется переменное магнитное поле, а между пластинами конденсатора – переменное электрическое поле.
Если в эти поля поместить какой-нибудь металлический предмет, то в электрическом поле с ним никаких изменений не произойдет, а в магнитном поле он будет сильно нагреваться, причем интересно, что тепло будет выделяться только на его поверхности, середина же его может остаться совсем холодной. Глубина прогрева будет тем меньше, чем выше частота.
Совершенно по-иному будет вести себя предмет, сделанный из какого-нибудь непроводящего материала – диэлектрика. Он нагреется в электрическом поле конденсатора и останется холодным в магнитном поле катушки, и в отличие от металлического предмета тепло будет выделяться в нем равномерно по всему объему. Такой равномерный нагрев во всей толще материала можно получить только при помощи электрического поля. При всех других способах нагрева раньше будет нагреваться поверхность предмета, а потом уже тепло распространится в глубину.
Большинство важных и интересных применений электронной лампы в промышленности основано именно на этих особенностях поведения материалов в переменных электрическом и магнитном полях.
До последнего времени сушка производилась теплым воздухом. Обтекая материал, подлежащий сушке, воздух нагревал его, в результате чего влага с поверхности материала испарялась, а находящаяся в глубине поступала к наружным слоям. Если скорость продвижения влаги из внутренних слоев соответствовала скорости испарения ее с поверхности, то материал высыхал равномерно по всей толщине и не повреждался. Если же такого соответствия не было, то различные слои материала усыхали неравномерно, он начинал растрескиваться подобно тому, как трескается чайный стакан при вливании в него кипятка.
В переменном электрическом поле высокой частоты высушиваемый материал нагревается сразу по всей своей толще, но благодаря испарению влаги с поверхности верхние слои несколько охлаждаются. Более высокая температура глубинных слоев значительно усиливает выход влаги из толщи материала и во много раз сокращает время его сушки.
Переменное электрическое поле высокой частоты применяется не только для сушки керамических изделий, но и для многих других материалов.
Отлично сушится древесина. Чтобы высушить теплым воздухом дубовый квадратный брус со стороной в 10 сантиметров, надо затратить дней сто. Без большого брака дело не обходится. Если же скорость сушки увеличить вдвое, то почти все бруски будут с трещинами. Эти же дубовые бруски, помещенные в электрическое поле мощного генератора, высушиваются за несколько часов и почти совершенно без брака.
Сушка в электрическом поле высокой частоты чая, табака и некоторых других ароматических продуктов не только ускоряет их высушивание, но и в значительной степени повышает их качество.
Продукты питания при консервировании нагревают в паровых ваннах до определенной температуры. Часть продукта, находящегося у стенок банки, разваривается, теряет питательность и вкусовые качества, в то время как внутренние могут не успеть прогреться. При консервировании же продуктов в электрическом поле высокой частоты продукты прогреваются равномерно по всей массе, не развариваются и полностью сохраняют питательность, аромат, натуральный цвет и вкус.
С помощью ламповых высокочастотных установок можно вытапливать жир из отходов на бойнях. Жиры не пригорают и получаются лучшего качества.
Широко используется в промышленности свойство металлов нагреваться в переменном магнитном поле высокой частоты. Металлурги построили специальные, так называемые индукционные печи, в которых производят плавку высококачественных металлов и руд. В этих печах металл, подлежащий плавке, помещается в магнитное поле катушки. Частота контура берется относительно низкой, чтобы металл прогревался сразу на большую глубину. Индукционные печи обеспечивают абсолютную частоту плавки и исключают возможность случайного попадания вредных примесей, газов и т. п.
Удивительное свойство переменного магнитного поля высокой частоты нагревать только поверхностный слой металла дает возможность производить закалку только одной поверхности стальных изделий и инструментов. Выбирая соответствующую частоту генератора, можно закалить металл на необходимую глубину, оставляя середину металла в незакаленном состоянии. Такая закалка дает поверхности закаливаемых деталей инструментов необходимую твердости, уменьшает их износ и в то же время не ослабляет их общей прочности.
РАЗВЕДКА НЕДР
Невозможно переоценить значение, которое играет в нашей жизни металл. От огромных броненосцев до золотых зубов и от электрического кабеля до чайной ложки – все это металл. Жизнь современного общества совершенно немыслима без металла. Да и не только современного. В зависимости от того, какой металл был наиболее ходовым в определенное время, целые эпохи в развитии человеческого общества стали называть его именем. Так был бронзовый век, железный век…
Самым расточительным истребителем всевозможных металлов является война. Танки, пушки, снаряды, самолеты, бомбы, пули – все это металл. И все это непрерывно расходуется в процессе боев и требует все новых и новых пополнений.
Откуда же берутся металлы?
Как известно, основная их масса добывается из земли. Иногда рудные залежи находятся прямо на поверхности земли. Но это случается редко. А чаще всего залежи руд находятся глубоко под землей, и, чтобы их обнаружить, надо вести самые тщательные поиски.
В не очень отдаленные времена разведка велась так: первым делом производилось геологическое изучение местности. Если у геологов появлялись подозрения, что в данном месте могут находиться залежи руды, разведчики приступали к рытью колодцев и канав. В тех случаях, когда руда залегала неглубоко, ее удавалось обнаружить. Если же она находилась глубже вырытых колодцев, то разведка не давала результатов, и лишь в некоторых случаях, по косвенным указаниям, устанавливали, что руда лежит на большой глубине. Для глубокой разведки приходилось рыть особые колодцы – шурфы. Их глубина достигала многих десятков метров. Этот способ разведки очень медленный и очень дорогой.
Есть более дешевый способ разведки – бурение, когда в земле сверлят дыру, глубина которой доходит иногда до тысячи метров. Бывали случаи, когда скважина проходила рядом с рудой, но не задевала ее, и разведка давала отрицательные результаты.
Но вот на помощь разведчикам пришло электричество!. Оказалось, что для разведки залежей руды можно с успехом использовать множество самых различных электрических методов. В результате выросла даже новая отрасль науки – электроразведка.
Последним достижением этой науки является разведка с помощью электромагнитных волн, а эти волны, как известно, создаются и принимаются электронными лампами. Исследуя пути распространения этих волн в толщах земли, можно глубоко зондировать почву и определять нарушения ее однородности, то есть присутствие воды или рудных залежей.
Новые методы разведки с электронными лампами дали колоссальное ускорение и удешевление разведывательных работ. И сегодня электронная лампа стала участницей большинства разведывательных экспедиций.
ФИЛОСОФСКИЙ КАМЕНЬ
Известная пословица говорит: «На вкус, на цвет товарищей нет». Разные бывают вкусы. Одному все достижения электронной техники, разнообразнейшие применения электронной лампы покажутся невероятными, поразительными, чудесными, а другой скажет: «Ну чего же здесь особенного, что по радио передаются концерты, или фотографии, или даже движущиеся изображения или что Кренкель, находясь на Земле Франца-Иосифа, чуть ли не у Северного полюса, разговаривал с экспедицией адмирала Берда, находившейся вблизи Южного полюса? Это, конечно, здорово, но что ж тут чудесного? Радиопередача – и все. Вот волшебная лампа Аладдина! действительно могла творить чудеса. Попробуйте-ка со своей электронной лампой добыть золото или какие-нибудь драгоценности, как это сделал Аладдин для подарка султану».
Но и тут электронная лампа сумела показать свои волшебные свойства.
Ученые-физики за последние два-три десятилетия овладели многими тайнами атомного мира. Они не только изучили важнейшие свойства атомного ядра, но и научились эти ядра расщеплять и перестраивать, то есть превращать одни вещества в другие. Сбылась наконец мечта алхимиков, искавших «философский камень», с помощью которого они хотели превращать свинец и другие металлы в золото.
Расщепляя атомные ядра, ученым удавалось получать не только золото, но и в тысячи раз более дорогие радиоактивные вещества.
Больше того, ученым удалось получить не только существующие на земном шаре элементы, но и создать новые, обладающие большим атомным весом, чем самый тяжелый из земных элементов – уран.
Проникая в тайны атома, ученые пришли к заключению, что материя и энергия представляют нечто единое, что может переходить друг в друга подобно тому, как один вид энергии может переходить в другой; например, электрическая энергия в механическую или в тепловую.
Удалось установить и эквивалент[4]4
Эквивалентный – значит равноценный, равнозначащий.
[Закрыть] перехода материи в энергию, который оказался невероятно большим. При превращении в энергию 1 грамма вещества мы получили бы 25 миллионов киловатт-часов. Это почти двухсуточная производительность Днепровской электростанции.
В будущем, когда ученые детально изучат атомное ядро и овладеют внутриатомными процессами, перед человечеством откроются такие возможности, которые мы сейчас не в состоянии себе даже пред ставить.
Ну, а при чем же здесь электронная лампа!?
Лампа при том, что преобладающее большинство проблем в области изучения атома и его внутреннего строения удалось разрешить при помощи остроумного прибора – циклотрона, важнейшей частью которого является электронная лампа. Основные успехи, достигнутые в деле превращения одних веществ в другие, в том числе и превращение ртути в золото, получены посредством циклотрона.
Таким образом, и это чудо – получение золота и драгоценностей – может сотворить электронная лампа.
