Страница:Радиолюбитель 1927 г. №04.djvu/4

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


■1

Л 118

РАДИОЛ ЮБИТЕЛЬ —1927 А

Атмосферное электричество и помехи радиоприема

Инж. И. Г. Дрейзен

Китайская грамота атмосферы

'Ч/'ОРОШНЙ радиоприемник представляет -Л- из себя чувствительнейший аппарат, позволяющий каждому радиолюбителю наблюдать по только за всеми крупными и катастрофическими событиями, происходящими п пашой земной атмосфере, может быть даже далеко за ее продолами—где-нибудь в мироном пространстве, по и за повседневными „мелочами", буднями этой атмосфоры. К сожалению, печленораздольная речь так называемых атмосферных разрядов, слышимых в телефонной трубке,— всо эти грохоты, щелчки, раскаты, свисты, скрипы и шипения представляют из собя хитро придуманный пшфр, которым природа прикрывает всо неисчерпаемое разнообразие своих физических законов. Но нет той дерзости, на которую но решался бы человеческий ум, когда он стоит перед запертыми дверями природы. Как читатель увидит дальше, в результате многих усилий добыт большой опытный материал, позволяющий, осли но вполне разбирать „язык атмосферы", то, во всяком случае, получить приблизительное попятив о некоторых первоначальны» законах этого языка, о его алфавите, если можно так выразиться.

Сверхмощный „небострой"

Мы и не замечаем, что находимся в наэлектризованной всегда' атмосфере, так как состояние наэлектризованпости мы привыкли обнаруживать каким-нибудь очевидным образом: или получением разряда в виде „искры", или в виде электрического тока, совершающего известную работу. Если не считать атмосферных иомех, слышимых в приемнике, то атмосферное электричество обнаруживается естественным образом только во время таких мощных и, порой, величественных явлений, как гроза с сопровождающими ее громом и молнией. Сейчас уже наступило время гроз и, как всегда во’ время могучих проявлений стихни, каждый из нас подумает: вот тут трясешься над какой-нибудь карманной батарейкой, а какие „глыбы" электричества пропадают даром, как бы резвязь и играя в небе! Какими скромными кажутся даже мощные волховстрон по сравнению со сверхмощным „нсбостроем". Атмосферное электричество, энергия морских приливов, солнечная энергия — неисчерпаемые природные богатства, иа которые человек еще только думает наложить руку.

Электрический потенциал атмосферы

Электрическое состояние какого - иибудь предмета прииято определять его электрическим потенциалом. Если измерить потенциал какой-либо точки атмосфоры па пеко- ти!юй высоте над поверхностью зомлл, то этот потенциал окажется не равным потенциалу земли; наоборот, чем выше (до извест пой высоты), тем разность потенциалов между точками атмосферы и землей становится большо.

В среднем же оказывается, что на один метр высоты эта разность потенциалов равна 90—100 вольт. Как видите, цифра порядочная, и... горькая ирония природы: это как- раз то, что нужно для питании анода прионной лампы. Эта разность потенциалов неодинакова не только в разное время суток и года, но и в различных местах зомного шара, отличающихся друг от друга но широте и по высоте над уровнем моря. Так, но французским наблюдениям на равнинной местности летом средний потенциал медленно возрастает утром с 65U до ьОО вольт (иа 1 метр высоты), а затем после захода солнца,

в точение вочера потепцнал снова падает. Туманы и облака дают себя сильно чувствовать в смысле ослаблепия электрического ноля атмосферы, иногда даже изменяющего под нх влиянием свой знак, так что потенциал атмосферы становится меньше потенциала земли. Во время же грозы или прохождения грозовых туч, сопровождаемых дождем, начинается стихийпый электрический бунт в атмосфере: ее потенциал резко изменяется как в ту, так и в другую сторону. Чаще всего в таких случаях потепцнал сильно возрастает. Одпако, на большой

.1

1

КРЯТКОВРЕИЕН

ДОЖДЬ

А /;


_ /У дождь

один чяс

ВРЕМЯ

/

Рис. 1. Пример изменения электр. поля атмосферы, показывающий неустойчивость поля в зависимости от атмосферных явлений.

высоте над землей электрическое поле значительно слабее, чем в непосредственной близости к земле. Так, на высоте 4—5 километров электрический потепцнал, в среднем, пе больше десятой части электрического потенциала атмосферы у самой поверхности земли. Выше продолжается это ослабление электрического поля.

Невольно возникает вопрос, почему при таких сравнительно высоких электрических напряжениях в атмосфере, в ней не обнаруживаются электрические токи в каждый момент времени.

Ионные токи

Одпако, говоря о возможных электрических токах в атмосфере, нельзя умалчивать о проводимости атмосферы. В масштабе наших обычных представлений о проводимости, атмосфера или воздух представляют из себя очопь хороший изолятор 41 совершенный диэлектрик. Но это только относительно. Наэлектризованный и изолированный от других проводящих предметов шарик, или другое какое-угодпо тело, очень медленно, правда, но неуклонпо теряет свой заряд. Это явление очень давно (150 лет тому назад) было изучено знаменитым Кулоном, а позднее физиком Пельтье. Со времен Франклипа, дерзпувшего „низвести" па землю при помощи змея молнию, оиыты нодобоогоже рода продолжались. Линдепберг подымал свои разведочные змеи, несущие на себе спускающийся к земле провод па высоту до 5 километров. Само собой разумеется, что такой вызов воздушной стихии во время грозы очень опасен. Именно, при таких условиях был убит иссле юватель Рйхман. По наблюдениям Лииденберга, разность потенциалов между верхним концом нодинтого провода н землей достигала на указанной высото, в среднем, 50.000 вольт. Понятно, какая требуется тщательная изоляция такого провода от земли для того, чтобы избежать элек1ричо- ского разряда. Эти жо опыты показали сравнительно пичтожпую энергию такого искусственного разряда: гальванометр, включаемый между проводом и землей, показывал силу разрядного тока порядка десяти миллиампер. Таким обраюм, мощность искусственного разряда, произведенного в нормальных атмосферных условиях, близка полкиловатту. Во время грозы мощность естественною разряда - мощность молнии может достигать колоссальной величины. И эта мощпость но только но используется, но часто превращает в пепел сокровища пековой человеческой культуры и самые человеческие жизни. Даже тогда 'ютгда пет грозовых явлений и мирно течет человеческая жизнь, мимо нас проходит даровая электрическая эпоргия, заключающаяся в атмосфере. Правда, сила этого атмосферного тока очень невелика и по некоторым данным пе превосходит нескольких микроампер на квадратный километр поверхности. Таким образом, на всю московскую губерпию приходится электрический „паск" из атмосферы силою, пе превышающей 0,1 ампера. Мелочь с точки зрения даже .радиолюбительской. Эти „воздушные" электрические токи состоят из медленно движущейся тучи ионов — наэлектризованных частиц воздуха. Подобно тому, как в металлическом проводе электроны движутся под действием разности потенциалов, существуюющей на копцах провода, ионы атмосферы приводятся в движение электрическим полем атмосферы. Чем выше над землей, тем больше ионов в атмосфере, при чем оказываотся, что ионы, встречающиеся на больших высотах, легче и подвижнее, пежели в слоях атмосферы, прилегающих к земле. Последнее обстоятельство находит себе об‘яснение в происхождении и строении иона.

Образование ионов обгоняется в настоящее время прежде всего тем, что молекулы атмосферных газов подвергаются действию радиоактивных веществ, содержащихся в земле и воздухе. С другой стороны, солнце излучает ультрафиолетовые лучи, которые также ионизируют воздух. Ультрафиолетовые лучи обладают помимо того тем свойством, что, падая па кристаллы льда, эти лучи вызывают излучение этим телом наэлектризованных частичек.

Так как всякая нейтральная (незаряженная частица, теряя определенный электрический заряд, сама становится электрически заряженным тельцем, то понятно, что высоко стоящие облака, осыпающиеся зимою снегом или градом, подвергаясь действию ультрафиолетовых излучений солнца, составляют огромные резервуары электричества. Иооя- зирующоо действие солнечных лучей ослабевает по мере того, как этим лучам приходится проникать сквозь толщину земной атмосфоры. Вот почему количество ионов, содержащееся в каждом кубике воздуха, больше высоко над землей, чем над самой ее поверхностью. В последнее время научная мысль заинтересована так называемыми проникающим» лучами, открытыми американским ученым Милликэвом. Замечено, что эти лучи способны проникать сквозь толщину вещества (например, металла). Так, например, если наблюдать ноинзацню воздуха, заключенного в герметически замкнутом металлическом сосуде, подымая этот сосуд па различную высоту над землей, то можно заметить, что степень ионизации меняется имеете с высотой. Значит, внутри сосуда также действует какая-то ионизирующая сила, как и снаружи сосуда. Опыты Милли- кэна показали ему, что интенсивность проникающих лучей* ослабевает до высоты

1,5 километра, а затем, с дальнейшим повышением, неук юпио возрастает. Это—вторая причина увеличения проводимости атмосферы, но мере удаления от поверхноотн земли. Существует несколько других фактов, доказывающих большую проводимость верх них олоов атмосферы по сравнению с нижними. В числе этих фактов—северное сияние и так иазыоаемце магнитные бури. Север