Н. — Потрясающе! Здесь математики предвосхитили эксперимент.
Л. — Совершенно верно. Первым, кому удалось создать электромагнитные волны, был немецкий профессор физики Генрих Герц. В 1887 г. в своей лаборатории он с помощью высокого напряжения, получаемого от катушки Румкорфа, создавал электромагнитные волны и детектировал их с помощью «резонатора» — своеобразной металлической петли, между близко расположенными концами которой под воздействием электромагнитных волн проскакивала искра.
Н. — Я полагаю, что слово «детектировать», которое ты только что произнес, означает «обнаружить». Именно это делают детективы в полицейских романах, которые я читаю с увлечением… Но позволяет ли резонатор Герца детектировать волны, излучаемые на большом расстоянии?
Л. — Никоим образом, резонатор обладает очень малой чувствительностью. Этот недостаток восполнил французский физик Эдуард Бранли. Проводя исследования, в 1890 г. он установил, что электрическое сопротивление металлических порошков резко снижается под воздействием электромагнитных волн. Таким образом создали «когерер» — тот самый чувствительный детектор волн, который позволил великому русскому ученому А. С. Попову осуществить передачу телеграмм без проводов.
Свой первый радиоприемник — грозоотметчик он продемонстрировал 7 мая 1895 г. на заседании физического отделения Русского физико-химического общества. Этот день является датой изобретения радио.
Н. — Ты был воистину прав, Любознайкин, когда говорил о международном сотрудничестве. Для рождения телеграфии без проводов потребовалось, чтобы исследования проводили два англичанина, один немец, один француз и один русский.
Л. — Этим не ограничивается этот прекрасный пример общей работы, не знающей государственных границ. Связь на большие расстояния была впервые осуществлена молодым итальянцем Гульельмо Маркони. В 1901 г. ему удалось установить радиосвязь через Атлантический океан. В последующем самое главное изобретение в интересующей нас области сделано в 1907 г. американцем Ли Де Форестом.
Н. — Что же он изобрел?
Л. — Первую «радиолампу», как говорили в то время; в наши дни ее называют «электронной лампой».
Эпоха радио
Н. — Если я правильно понял, термин «электронный» появился относительно недавно?
Л. — Совершенно верно. Я бы даже сказал, что историю нашей техники можно разделить на три эпохи: Телеграфия без проводов, затем Радио и, наконец, Электроника.
Н. — А с какого момента начинается эпоха Радио?
Л. — Она начинается с появления радиовещания. Изобретение электронной лампы позволило использовать электромагнитные волны для передачи звука. Таким образом родилась радиотелефония. А в начале 20-х годов во многих странах приступили к радиовещанию. Во Франции передатчик на Эйфелевой башне начал работать в 1921 г.
Н. — А как в то время принимали передачи?
Л. — До 1930 г. радиовещательные приемники собирали на лампах, требовавших питания постоянным током. Поэтому для этой цели пользовались батареями или аккумуляторами. Нужна была батарея напряжением 4 В для накала и батарея напряжением 80 В для питания анодных цепей; обе батареи размещались вне радиоприемника.
Н. — Теперь я уже не понимаю. Что такое «накальное» и «анодное» напряжение?
Л. — Это я объясню тебе позже. А пока продолжим беглый экскурс в историю нашей техники. Итак, вернемся к радиоприемникам 20-х годов. Из-за низкой чувствительности они часто требовали установки внешней антенны. Громкоговорители устанавливали вне приемника. Можешь себе представить, каким насмешкам подвергались эти радиоприемники, так как многочисленные провода внешних соединений казались противоречащими самой идее «беспроводности».
Н. — И как же все это изменилось?
Л. — Начиная с 1930 г. удалось питать приемники от осветительной сети. В большинстве этих аппаратов использовали принцип преобразования частоты. Это позволило достичь высокой чувствительности, благодаря чему роль антенны смогла выполнять внутренняя рамка. Громкоговоритель также поместили в футляре аппарата.
Н. — Таким образом осуществлялась передача звука. А передача изображения?
Л. — Телевидение, эксперименты с которым проводились с середины 20-х годов, в 30-х годах перешло к регулярным передачам. Но вторая мировая война прервала эти начинания.
Быстрое развитие электроники
Н. — Разумеется, война останавливает прогресс техники.
Л. — Ты ошибаешься, Незнайкин. В интересах войны ученые быстро развили некоторые направления той техники, которая стала называться электроникой. Так, например, возник радиолокатор, использовавшийся для защиты городов от самолетов противника.
Н. — Ты прав. Как говорят, нет худа без добра… Я подозреваю, что после окончания военных действий наша техника пережила новый подъем.
Л. — Да, мой друг. Именно в это время она начала проникать во все сферы человеческой деятельности. А небывалому ускорению прогресса способствовало изобретение в 1948 г. транзистора. Родившаяся вместе с транзистором новая техника полупроводников привела к микроминиатюризации и колоссально расширила возможности практического применения электроники.
Н. — Спасибо, дорогой Любознайкин, за твой рассказ об истории телеграфии без проводов, которая, пройдя этап радио, превратилась в электронику. Твое повествование вызывает у меня большое желание заняться изучением электроники. Не сможешь ли ты изложить мне основные понятия и описать основные области применения электроники, какими являются радио и телевидение?
Л. — С удовольствием сделаю это. Но сначала я попрошу у моего дядюшки профессора Радиоля совета, в какой последовательности обучать тебя этой технике.
Н. — Я полагаю, что он не захотел бы видеть меня слишком несведущим в самых элементарных основах физики и особенно электричества.
Л. — Именно в такое положение попал я, когда мой дядюшка обучал меня основам электроники. Ну ладно, я передам ему магнитную ленту, на которой записан весь наш разговор. Таким образом, он будет точно знать, что нам потребуется. В этом случае электроника еще раз принесет нам пользу.
Комментарий профессора Радиоля
СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА
Профессор описывает строение молекул и атомов, взаимное притяжение противоположных электрических зарядов, поведение валентных оболочек и то, что характеризует проводники, диэлектрики и полупроводники.
Дорогие Любознайкин и Незнайкин!
Я с большим интересом прослушал вашу беседу, записанную на магнитофоне. Пользуясь этой же магнитной лентой (предварительно стерев вашу запись), я отвечу на столь интересующие вас вопросы.
По моему мнению, прежде чем приступить к изучению собственно электроники, тебе, Незнайкин, необходимо приобрести хорошие познания в области электричества. А чтобы они не оказались поверхностными, нужно углублять знания изучением строения вещества, потому что (как показывает само слово) электроника основана на поведении электронов, входящих в состав всех существующих веществ.
Крошечные размеры молекул
Ты знаешь, что самая малая частица вещества, обладающая всеми его основными характерными свойствами, называется молекулой. В сложных веществах каждая молекула состоит из некоторого количества атомов. Так, например, молекула воды содержит два атома водорода и один атом кислорода. Молекулы имеют очень маленькие размеры. Только в одном кубическом миллиметре воды содержится около 40·1018 молекул. Представь себе, что если бы ты захотел расположить их по прямой от Земли до Луны, т. е. на расстоянии 380000 км, то на каждый сантиметр пришлось бы 109 молекул.
Я полагаю, что теперь ты легче проникнешь в этот микромир, который по сравнению с окружающим нас миром столь же мал, как сам этот мир по сравнению со Вселенной, где расстояния измеряются световыми годами. А ты ведь знаешь, что световой год — это расстояние, которое свет, идущий со скоростью 300 000 км/с, проходит за год, т. е. примерно за 32·106 с.
Микромир и макромир
Однако вернемся от макромира, где такие расстояния служат привычной единицей измерения (ведь говорят же о миллионах световых лет), к нашему микромиру, где крохотная молекула состоит из одного или нескольких атомов. Атом — слово греческого происхождения и означает «неделимый». На протяжении веков в самом деле думали; что атом — мельчайшая частица материи.
