Фрэнсис Ролт-Уилер - Как мальчик Хюг сам построил радиостанцию
Нахмурившись, но не сдаваясь пред трудностью задачи, как не спасовал бы он пред бандой врагов, Торн положил руку Хюгу на плечо.
— Попробуем вместе? — спросил он.
— И сделаем, — быстро ответил Хюг — я не уверен, но кажется — я знаю путь.
Глава VIII. ПОБЕДА
Бек Торн и Хюг всегда много работали, но после разговора с Уотом Берком они удвоили свое рвение. План Хюга, простой и легкий, был с восторгом встречен обоими. Но, чтобы выполнить его, было необходимо, чтобы к весне была закончена постройка сильной радиостанции, а также, чтобы Хюг научился ею управлять.
Бёк Торн был человек, привыкший признавать свои ошибки и достаточно решительный, чтобы следовать разумному совету. Он признал свой провал в школе, сам поехал в Локустборо и уговорил мисс Фергюсон вернуться. Так как он не брал жалованья, у попечительного совета остались деньги. Девушка согласилась приехать с условием, что будет жить в доме Берка и Крэм Айртон не будет ее беспокоить. Пока Бёк Торн был в долине, можно было не опасаться Крэма, так как он все время боялся, что его обличат в поджоге шалаша.
Отказ Торна от преподавания произвел хорошее впечатление: те, кому он нравился, хвалили его за то, что он сам отказался в пользу лучшей учительницы, а враги его считали себя победителями и стали снисходительными к пораженному врагу.
Берли Сесиль предложил посвятить Айртона в план создания радиостанции для блага жителей долины. Торн хотел, чтобы это сделал Берк, который нехотя согласился. Но Айртона было не легко убедить. Удалось только добиться того, что он отказался от активного противодействия до того времени, когда станция будет готова.
Айртон хотел убедиться в том, что станция будет действительно работать, что она принесет пользу долине и- что от нее не будет исходить больше плохого, чем хорошего. Тем не менее, как человек честный, он сделал даже больше, чем обещал: он повсюду рассказал, что станция имеет в виду именно пользу долины.
Бёк Торн, свободный от уроков в школе, сказал, что станция может быть готова к марту, а Хюг только ею и бредил.
— Ты знаешь, что такое электричество, — сказал раз Бёк Торн, когда они вернулись из Фолджэмбвилля, и привезли приборы, присланные им Лигой радиосвязи. — Джед Блэден научил тебя работе с телеграфом и дал тебе представление о динамо и электрических машинах, ты сам сделал два-три радиоаппарата, хотя все по системе искровой передачи, и ты много читал о радио. Ты знаешь также кое-что об электрических измерениях и о теории электронов. Начало хорошее. Ты повторил опыты Герца и Маркони и научился обращаться с волнами Герца. Ну, а знаешь ли ты, что собою представляют эти волны?
— Знаю, — ответил мальчик. — Это электромагнитные волны, исходящие от колебаний антенны, причем колебания вызываются переменным электрическим током от искрового разряда или другого источника энергии. Задача радиопередачи в том, чтобы эти волны были возможно чаще и сильнее; работа приема волн, как бы слабы они ни были, состоит в усилении их и наилучшем приеме сигналов.
— Можно бы сказать больше, но пусть так. На что похожи волны?
— Д-р Камерон сказал мне, что они являются бесконечными рядами пузырьков, один в другом, которые распространяются сферически, никогда не прерываясь, но становясь все слабее. Одновременно с ними распространяются линии электрической силы под прямым углом с ними.
— С какой скоростью?
— Скорость света 300.000.000 метров (186.000 миль) в секунду.
— В какой среде распространяются эти волны?
— В эфире.
— Что это такое?
— Этого я не умею как следует объяснить.
— И никто не умеет. Но все-таки попробую[11].
Волны воды идут только по поверхности. В воздухе распространяются звуковые волны. Но молекулы воды и воздуха не перемещаются. Движение волн проходит через них, или передается ими. То же самое с радиоволнами. Они движутся в эфире, или проходят через него.
Сам же эфир как будто бы является невидимым веществом, в котором плавает вселенная. Жидкие и твердые тела только разные формы материи, плавающей в эфире.
Если все тела состоят из атомов, а атомы из ионов, если ионы в атоме удалены друг от друга как планеты в солнечной системе, надо полагать, что эфир заполняет пространство между ними. Если так, то я могу понять каким образом волны Герца, которые суть лишь колебания эфира, проходят через тела, так как ионы в каждом атоме слишком малы, чтобы остановить волны эфира.
Волны света и радио распространяются с одинаковой скоростью, но имеют ли они одинаковую длину?
— Нет, длина волны Герца может быть от 25 миль от гребня к гребню до одного дюйма, а самая длинная световая волна короче самой короткой радиоволны в 10.000 раз.
— Даже меньше, мой мальчик. Обыкновенный желтый свет (натрия) имеет волну длиной в одну тридцатитысячную дюйма. Знаешь ли ты, что такое частота?
— Количество волн в секунду.
— Почти так, но не совсем. Это скорость волны, умноженная на длину ее.
— Что такое частота электромагнитных волн?
Хюг чувствовал, что должен уметь ответить, но не мог.
— Это трудный вопрос, — признал Торн. — потому что три таких различных вещи, как радиоволны, лучистые тепловые волны и световые волны все являются формой радиолучей. Переменный электрический ток со скоростью 60 в секунду дает волны такой частоты.
Частота радиоволн может быть: от 10.000 до 3.000.000 в секунду; тепловых волн: от 5.000.000.000.000 до 200.000.000.000.000 в сек.; световых волн: от 400.000.000.000.000 до 1.000.000.000.000.000 в секунду.
Частота Х-лучей в триста раз больше самой большей частоты световой волны, а эманации радия имеют в семьдесят раз большую частоту, чем Х-лучи.
— Очень важно запомнить, Хюг, что мы не особенно хорошо еще знакомы с электромагнитными волнами. Есть волны ниже радиоволн, свойства которых мы еще не знаем. Между радио и тепловыми волнами есть множество неизвестных волн в миллион раз больше радиоволн. Между тепловыми и световыми волнами есть промежуток в частоте в два миллиона миллионов, промежутки между световыми и Х-лучами, и между Х-лучами и лучами радия еще больше. Наши знания электромагнитных волн очень малы, многое надо еще открыть. Есть работа для нового Герца.
Заметь еще, Хюг. Эти волны могут превращаться одни в другие. Эманации радия могут быть приведены к частоте X-лучей, которые могут принимать такую форму, что дают свет. Световые лучи легко изменить так, чтобы они давали тепло, и они могут с помощью селена и электрического тока быть превращены в звуковые волны, так что можно слышать свет звезд. Звуковые волны в телефоне превращаются в электрические и снова в звуковые. Волны большой частоты могут быть превращены в волны малой частоты, и это ежедневно делается в беспроволочном телеграфе; радиоволны уменьшаются так, чтобы они были доступны для слуха.
— А знаешь ли ты, что такое ширина волн?
— Да, отчасти. В волне водяной, т. е. волне на поверхности, это глубина волны от гребня до углубления между волнами, но в радиоволнах это наибольшее отклонение от состояния покоя.
— Это доказывает, что ты неправильно определил ширину водяной волны. Ширина — половина расстояния от гребня к углублению. Старайся быть точным.
— Ну, а что ты знаешь о форме волн?
Мальчик покачал головой.
— Не думаешь ли ты, что все волны имеют одинаковую форму? Ничего подобного. Как работал бы тогда телефон или фонограф? Только благодаря форме волн мы можем различать звуки. Каждый вид электромагнитных волн имеет разную форму: это очень важно в беспроволочном телефоне, ты еще о нем не знаешь. Но разницу между непрерывными и прерывающимися рядами ты знаешь?
— Об этом была статья в журнале, но я не особенно хорошо понял ее.
— Я тебе объясню, в чем дело. Когда бросают в воду камешек, получается не одна волна, а целый ряд мелких волн. Если бросать дальше камни, целый ряд их, совершенно одинаково с первым, или если поверхности воды будет касаться вибрирующий предмет, получится непрерывный, постоянный ряд волн. Если бросать камешки через неправильные промежутки времени, или если вибрирования касающегося воды предмета будут прерываться, получится прерывающийся ряд волн.
Удар по клавише рояля даст ослабевающий ряд волн, а нажимание клавиши органа — непрерывный. Мандолина дает ослабевающий ряд волн, скрипка — непрерывный. Разряды конденсаторов дают ослабевающие волны, а альтернаторы высокой частоты, дуга Паульсена и катодная лампа (со всем этим придется тебе познакомиться и как можно скорее) дают непрерывные или, как говорят, незатухающие волны.
Незатухающие волны имеют большие преимущества, важные для радио. Точка в радиотелеграфе длится одну двадцатую секунды. При искровом разряде с тысячью раз в секунду в каждой точке будет 50 рядов с 40 волнами в каждом ряду или всего 2.000 волн. При передаче же незатухающими волнами, в точке будет 10.000 волн, т. е. в пять раз больше. Прерывающиеся ряды имеют всего одну волну полной мощности, остальные же ослабевают, тогда как незатухающие волны все имеют одинаковую мощность и дают, приблизительно, в 5 раз больше энергии. Таким образом, сила передачи точки незатухающими волнами больше передачи ее затухающими в 25 раз, а энергии для передачи нужно немногим больше. Кроме того, незатухающие волны чисты и дают колебания только в соответствии с электрическими данными цепи; затухающие же волны расплывчаты.
