Яков Шур - От костров до радио
Телеграф не может установить связь с движущимися предметами. Радио вы слышите в быстро мчащихся автомобилях и поездах. Морские и океанские корабли посылают радиограммы и получают на них ответы. Самолеты в воздухе не только устанавливают телеграфную радиосвязь с наземными станциями, но могут вести с ними даже переговоры по радиотелефону.
Для радио доступны такие заповедные области Арктики, где ни о какой иной связи и мечтать невозможно. Для радио нет препятствий, не существует расстояний.
Через болотные трясины и песчаные степи, сквозь непроходимые лесные чащи и горные хребты, над промерзшей тайгой, над безлюдными пустынями, морями и океанами проникает оно в самые далекие, глухие уголки земного шара. За сотни и тысячи километров доносит оно сообщения, живую человеческую речь, музыку с неведомой прежде быстротой.
11. Пассажиры на волнах
Мы совершили долгое путешествие во времени и наконец добрались от костров до радио. Сейчас вам предстоит новое путешествие уже не во времени, а в пространстве — от радиостудии до вашей комнаты.
В студии микрофон ловит слова, музыку, пение, а ваш репродуктор тотчас же их повторяет. Как будто то же самое, что и в обычном телефоне. Звуки путешествуют в преображенном виде. Сначала микрофон превращает звуковые колебания в электрические, затем они бегут по проводам к телефону, а он вновь превращает электрические колебания в звуковые. Но ведь проводов-то у радио нет…
Каким же образом доносятся звука из студии к репродуктору? Они тоже путешествуют, только не по проводам, а по радиоволнам. С ними-то нам прежде всего и интересно познакомиться поближе.
Вспомните замечательное открытие Фарадея: вокруг каждого магнита существует невидимое магнитное поле. Точно так же и каждый электрический заряд создает вокруг себя электрическое поле. А если по проводу бежит электрический ток, то вокруг этого провода тотчас же возникает электрическое поле. Одновременно возникает и магнитное поле.
Но можно получить электрический ток разных видов. Одно дело — ток гальванического элемента. Такой ток всегда бежит в одном направлении — от положительного полюса к отрицательному — и называется постоянным. А вот волоски электрической лампочки в нашей квартире чаще всего накаливаются, если можно так сказать, другим током. Его вырабатывают на электростанциях специальные машины — электрогенераторы.
Этот ток движется по проводу то в одну сторону, то в другую. Это переменный ток. Он меняет свое направление, как часовой маятник, только несравненно скорее. Маятник стенных часов совершает примерно одно полное колебание в секунду. Переменный ток в проводах нашей квартиры совершает пять десятков колебаний в секунду. Но ток может совершать десятки и сотни тысяч, даже миллионы колебаний в одну секунду. Это уже быстропеременный ток, ток очень высокой частоты.
Быстропеременный ток поступает в провод. Что при этом происходит? Вокруг провода тотчас же создаются магнитное и электрическое поля. Рождаются оба поля одновременно и вместе образуют одно электромагнитное поле, обладающее удивительным свойством: электромагнитное поле высокой частоты не остается у места своего рождения, а с огромной скоростью распространяется во все стороны.
У провода, по которому течет быстропеременный ток, все время зарождаются новые и новые электромагнитные поля. Одно за другим, как волны, уносятся они в пространство. Вот эти-то разбегающиеся от провода поля и называются электромагнитными волнами или радиоволнами.
На передающих радиостанциях эти волны создаются антенной. Разбегаясь во все стороны от передающей антенны, радиоволны встречают на своем пути другие антенны — приемные, в том числе и вашу. И тотчас же таким антеннам радиоволны передают быстропеременные электромагнитные колебания, которыми были порождены сами радиоволны. Эти колебания имеют такую же высокую частоту, как и на передающей антенне. Правда, они уже во много раз слабее, но это не беда: их можно усилить. И тогда вы слова услышите у себя в комнате слова, музыку, пение, которые попали в микрофон радиостудии. Однако все эти звуки на пути своем пережили ряд чудесных превращений.
Прежде всего микрофон превратил звуковые волны в электрические колебания звуковой частоты — так же, как это происходит в проволочной телефонии. Микрофонный ток вполне достаточен для того, чтобы колебать мембрану телефона, но он все же очень слаб. Поэтому его усиливают при помощи особых аппаратов и в таком виде направляют по проводам на радиовещательную станцию. Здесь преображенные и усиленные звуковые волны переживают новое превращение.
Радиовещательную станцию можно узнать по высоким мачтам, между которыми протянута длинная антенна. По сравнению с мачтами-великанами карликом кажется здание самой станции, где находится радиопередатчик. Но этот карлик — сердце станции. Радиопередатчик создает переменный ток очень высокой частоты. Ток проходит в антенну и порождает вокруг нее электромагнитные волны.
Но вот на радиостанцию из студии примчался микрофонный ток. Он принес колебания звуковой частоты, то есть гораздо меньшей, чем у быстропеременного тока радиопередатчика. Ведь частота звуковых волн, доступных нашему уху, исчисляется сотнями и тысячами колебаний в секунду, а быстропеременного тока — сотнями тысяч колебаний в секунду. Придя на радиостанцию, микрофонный ток начинает хозяйничать там.
Как вы знаете, сила микрофонного тока зависит от сопротивления, которое то увеличивается, то уменьшается звуковыми волнами. А на радиостанции микрофонный ток в свою очередь, изменяет силу быстропеременного тока. Таким образом, на колебаниях высокой частоты отмечаются все пришедшие из студни колебания низкой, звуковой частоты. Быстропеременный ток служит только как бы канвой для микрофонного тока. На этой канве микрофонный ток вышивает свой звуковой узор, который он принес из студни. А от антенны радиовещательной станции электромагнитные волны разносят канву вместе с узором во все стороны.
Сами по себе колебания звуковой частоты не могли бы путешествовать без проводов, а на радиоволнах они странствуют по всему свету. Радиоволны доставляют своих пассажиров и к вашей антенне. По ней они спускаются к радиоприемнику, и здесь начинаются новые превращения.
Когда узор вышит, канву выдергивают. В этом и состоит основная задача радиоприемника. Он выделяет из быстропеременного тока только колебания звуковой частоты, а дальше путь их уже хорошо нам известен. Из приемника электрические колебания поступают в телефонные наушники, приводят в движение мембрану. А она в точности воспроизводит все звуки, «услышанные» микрофоном в радиостудии. Если вы хотите усилить звук, к вашим услугам специальный усилитель и громкоговоритель, который представляют собою, в сущности, более мощный телефон.
12. Самая совершенная связь
Может быть, телеграф после великого изобретения Попова вообще отжил свой век? Нет, радио, телефон и телеграф — не соперники. Напротив, они дополняют друг друга.
Одновременное вещание для миллионов слушателей — величайшее преимущество радио. Маленький, неприметный в углу комнаты репродуктор невидимыми нитями соединяет каждого из нас со всем миром.
Несколько раз в день мы узнаем о важнейших событиях, которые произошли всего три-четыре часа назад в тысячах километров от нас. Можно ли мечтать о большей победе над пространством!
Долгие тысячелетия, десятки некогда всесильных и давно погибших государств, сотни человеческих поколений отделяют радио от сигнальных огней костров, тех древних костров, которые медленно из селения в селение несли радостные или тревожные вести. Разве можно сравнивать «живой» телефон с нынешним?
А самые быстрые бегуны и гонцы древности? Или оптический телеграф Шаппа? Или греческие гемеродромы, персидские ангары, голуби? Какие это медлительные черепахи по сравнению с нынешним телеграфом!
Телеграф, телефон, радио сократили месяцы до часов и минут. Эти самые совершенные средства связи изменили наши представления о времени и пространстве, изменили жизнь всего человечества.
Особенно велико значение быстрой связи на войне, где дорога каждая минута, каждое мгновение. Но значит ли это, что мы должны отказаться от медлительных предков телеграфа, телефона и радио?
Глава третья. Связь на войне
1. Кое-что о предках
У каждой вещи своя история, и очень длинная. Что, казалось бы, замечательного в пере, обыкновенном пере, которым мы пишем каждый день? В течение многих веков люди царапали свои письмена заостренными деревянными или металлическими палочками. Потом стати писать тонкими, расщепленными на копчике тростинками.
