ВОЛНА 1000 МЕТРОВ
Если в пруд бросить камень, по воде кольцами пойдут волны. Можно бы, шутки ради, при помощи этих волн передавать сигналы. Взять поплавок с колокольчиком, поставить его на воду у одного берета, а с другого берега ударить по воде палкой. От удара побежит волна. Когда она добежит до поплавка, поплавок закачается, и колокольчик начнет звонить.
Палка, которой мы ударили по воде, - это радиопередатчик, а поплавок с колокольчиком - радиоприемник. От радиопередатчика к радиоприемнику, как от палки к поплавку, идут волны. Они невидимы, как электрический ток и как теплота, но все-таки о них кое-что нам известно.
Они такие же, как волны на воде: с горбами, бегущими друг за другом. Впрочем, не совсем такие. Водяные волны расходятся плоскими кругами, а эти идут сразу во все стороны: и вперед и назад, и вправо и влево, и вверх и вниз. Про них говорят, что они идут “шаровыми кольцами”.
Свет распространяется такими же волнами. Он легко проходит сквозь воздух и стекло, а через дерево или камень пройти не может. Но радиоволны могут проникать и сквозь непрозрачные для света предметы. Непроницаемы для них только металлы.
Странно подумать, что мы живем в мире, пронизанном этими невидимыми волнами, что они проходят сквозь нас, и мы их не замечаем.
Есть у радиоволн еще одно отличие от водяных: они движутся быстрее. Водяная волна за одну секунду пройдет несколько сантиметров, а радиоволна за то же время девять раз облетит вокруг всего земного шара. Скорость ее 300 000 километров в секунду.
Как водяная волна образуется от толчков об воду, так и радиоволна получается от толчков переменного тока высокой частоты. Впервые это заметил великий немецкий физик Герц. В своей лаборатории он создал очень слабые, но самые настоящие радиоволны. Он проделал с ними несколько опытов и написал о них как о “занятной, но бесполезной игрушке”. Он ошибся. Игрушка оказалась не без пользы.
В антенне радиопередатчика со страшной скоростью туда и обратно мечется переменный ток. Пролетел в одну сторону, остановился и полетел в другую - период закончен. И от каждого периода с антены срывается радиоволна. Она набухает гребнем, когда ток течет в одну сторону, и проваливается впадиной, когда он поворачивается назад. Она совсем такая же, как водяная волна, и тоже может быть длиннее и короче. “Длина” ее измеряется между гребнями двух соседних волн, и хотя волны эти невидимы, измеряется довольно просто.
Если одним концом веревку привязать, а за другой конец ее встряхивать - по ней пойдут волны. Чем быстрее ее встряхивать, тем больше волн можно на нее нагнать, и тем короче будет каждая волна. Ясно, что если на пятиметровую веревку нагнать пять полных волн, то каждая из них будет иметь длину в один метр. Таким же способом можно измерить длину радиоволны.
Возьмем хотя бы широковещательную станцию имени Коминтерна. Мы уже говорили, что она работает переменным током в 300000 периодов, а это значит, что в одну секунду с ее антенны срывается 300000 волн. Но мы знаем, что за ту же секунду ее волны пролетят 300000 километров, - такова скорость всех без исключения радиоволи. Представим себе гигантскую веревку в 300000 километров, на которую мы нагнали как раз такое же количество волн. Ясно, что длина одной волны будет один километр, или тысяча метров.
Так эта станция сама и объявляет в начале каждой передачи:
—…Говорит мощная радиостанция имени Коминтерна на волне, тысяча метров.
Если веревку встряхивать редкими толчками, по ней пойдут длинные волны, а если зачастить - короткие. Так же получается и с волнами радио. Все они идут с одинаковой скоростью; значит, если передатчик в одну секунду выбросит большее их количество, то они стиснутся друг с другом, и станут короче.
Немецкая радиостанция Науэн дает в антенну ток в двенадцать с половиной тысяч периодов, и волна у нее получается 24 000 метров, а английская станция Чельмсфорд отправляет волну всего лишь в 24 метра, потому что к антенне её работает ток в двенадцать миллионов пятьсот тысяч периодов.
Все эти волны с одинаковой страшной скоростью летят вокруг земли. Именно вокруг земли, а не сквозь землю, потому что в середине земного шара много метелла. а металл радиоволн не пропускает.
Но почему же они огибают землю, а не улетают в междупланетную пустоту? Ведь, свет тоже передается волнами, но всегда летит прямо. (Если бы он тоже огибал землю, у нас никогда не было бы ночи.)
Просто потому, что и свет тоже не всегда латит прямо. Луч света можно отразить зеркалом, и тогда он пойдет по новому направлению.
Высоко над землей находится такое зеркало для радиоволн. Это зеркало - верхний слой воздуха. Они от него отражаются и снова падают на землю. Этот слой большое удобство для нас. Не будь его, мы никогда - не могли бы слушать дальних станций.
Почему же радиоволны отражаются от этого верхнего слоя? Потому, что он - проводник электрического тока и так же, как проводники-металлы, непроницаем для радиоволн. А почему проводники не пропускают радиоволн?
Тут мы подошли к самому главному принципу радио. В антенне передающей радиостанции переменный ток высокой частоты превращается в радиоволну, но в первом же попавшемся на пути проводнике эта волна снова превращается в переменный ток. Получается вроде индукции, - только простой индукцией не передать переменного тока так далеко.
Высоко на шестах подвешена самая обыкновенная проволока. Это антенна. В ней ничего не происходит, пока до нее не долетит радиоволна. Но от радиоволны в ней сразу же начинает колебаться переменный ток. Совсем так же колебался от водяной волны наш поплавок. Теперь, чтобы уловить сигнал далекого радиопередатчика, нам нехватает только одного: того колокольчика, который обнаруживал колебания поплавка - прибора, который замечал бы колебания тока высокой частоты в антенне.
Для этбго и, служит радиоприемник. Однако, прежде чем вплотную говорить о нем, нам придется поговорить о многом другом, на первый взгляд не имеющем никакого отношения к радио.