Страница:Радиолюбитель 1928 г. №03-04.djvu/21

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


Ультракороткие волны в физике и радиотехнике

I. Свет как колебательный процесс

Ю. Ралль

Электромагнитные волны в физике и радиотехнике

ПИШЬ около сорока лет отделяют " * нас от того времени, когда Гертц впервые гениальной простотой поставил и разрешил вол,рос— как полечить возможно быстрые электрические колебания и бросить их в пространство,

Сейчас ежедневно, ежеминутно, идем ли мы в юино, или торопимся на службу, несемся ли' на лыжах по снежному ковру, или . благодушествуем на прибрежном песке, впитывая солнечные лучи,— мы почти . не отдаем себе отчета в тончайшей и сложной игре электромагнитной энергии, окружающей наше тело.

Мы 'уже таи ерь достаточно сведущи в довольно сложных вопросах радио, но эти разнообразные и точные сведения часто имеют существенный недостаток — они пе связаны с общей и дельной картиной физических явлений мира Чем больше мы найдем сходства между процессами, происходящими в приемнике и передатчике с этими явлениями, тем лучше мы поймем настоящее место радио в общем' отроении науки и техники, поставивщих своей задачей, как можно проще' об’яонить мир и использовать его природу. '

Мы будем ичти той Дорогой, которая постепенно (привела к открытию той или иной закономерности. Для этого придется смотреть на Природу вещей так, как она рассматривалась в исто- рияоском. — н значит, |ГЮоладователь- ном — развитии науки.

Особенную помощь в этом принесут нам (короткие волны, которые открывают сейчас слишком широкие перспективы, чтобы на них не остановилась прочно и надолго человеческая мысль. € помощью коротких волн он стремится разрешить не. только направленную передачу, перебрасывающую е одного конца Земли на другой максимум анергии при минимуме, затрат, но и такие сложнейшие вопросы, как изучение высших слоев атмосферы, как междупланетные сношения!..

Но для нас короткие волиы представляют и другой особый интерес — именно они послужат тем мостам, который соединяет радиотехнику с другими областями физики. В частности, мы внимательней всего отнесемся к волнам, почтя не освещенным в популярной радио-литературе. Для того, чтобы называть ультракороткими, волны определенной длинны, не существует общей мерки; мы, например, будем называть такими исключительно волны, не превышающие 100 сантиметров.

Мы хотим следовать за историэй Здесь мы наткнемся на классические опыты физики из области электромагнитных явлений, изучим их и даже постараемся их воспроизвести. Стоит ли это? Зачем возиться с вопросами, сданными в архив! Нот, это не так. Это из этих опытов выросли наши суперы, наше широковещание, это благодаря тем терпеливым исканиям, которые производились сотни лзт, мы имеем возможность у себя в углу слушать волос всего мира и отдавать досуг, силы и любознательность дальнейшему развитию радио-культуры.

Что такое свет

Спросите всякого, неискушенного в науках и здравого человека, что такое—свет; он наверное затруднится ответить, хотя бы приблизительно, как он представляет способность видеть. Свет эсть свет — и больше ничего. Зто такое свойство природы, что не нуждается в об’ясшеиии, это так жо понятно, как то, что все тела имеют об’ем — понятое врожденное у человека. Но оказывается, что сло-

Рис. 1. Преломляемость света.

собность видеть свет и освещенные им предметы, далеко не врожденна, а приобретается ребенком из опыта. У одного француза веки были сро- щены от рождения, а потом, уже через 30 лет раскрыты, при помощи операции. И что же, в первое время, он не только не видел, но вообще ничего не ощущал глазами; ему пришлось учиться видеть. Итак, наши простые суждения о свете могут оказаться ошибочными и вместо того, чтобы отмахнуться от предложенного выше вопроса, как от дикого и нелепого, придется задуматься — что же, в самом деле, есть свет?

Некоторые свойства света так часто проявляются, что трудно их не заметить. Например, одни тела очень хороню пропускают через себя свет, друше совсем непрозрачны. Мы также совершенно уверены в том, что предметы находятся именно в том направлении, в котором мы их видим, далее — законы перспективы, образования тени — целый ряд фактов, не нуждающихся в особам об’яснении и понятные сами но себе, убеждают нас в том, что свет распространяется по прямой ли,нии.

Еще первобытный человек рассматривал не раз свое косматое изображение в луже, озере и т. п. С незапамятных времен женщины всех народов употребляли зеркало, в (виде металлической отполированной поверхности, которая делалась из меди, золота, бронзы, из сплава серебра с золотом, и лишь в XIII веке — из стекла, покрытого с одной стороны свинцовым листам — оодоначальника нашего современного зеркала. Но древним были известпы и более сложные свойства света; палка, опущенная в воду и кажущаяся переломленной, стеклянный шар, наполненный водой, увеличивающий рассматриваемые сквозь него предметы и собирающий солнечные лучи в одну точку, и ряд других знакомых всем явлений — все это приводило к мысли, что свет иногда уклоняется от прямолинейного ршспоостранения.

Преломляемость

Итак, мы убедились, что пучок света, падая на гладкую поверхность непрозрачного, а в некоторых случаях и прозрачного тела, вдруг резко изменяет путь, отбрасываясь от этой поверхности; это .отбрасывание всегда подчиняется простому правилу — если свет падает на зеркальную поверхность под некоторым углом к перпендикуляру, восставленному к поверхности в точке его падения, то он отразится шю направлению, идущему под тем же углом к перпендикуляру, но лишь по другую его сторону. Кратко говорят, что угол падения равен утлу отражения. Пе- реломляясь же, свет ведет себя так, что, попадая из среды менее плотной в среду более плотную, он отклоняется огг своего прямого пути, приближаясь к перпендикуляру, проведенному к плоскости, разделяющией эти среды. При обратном переходе свет вдет тем же путем, но в обратном порядке, удаляясь от перпендикуляра. Нам важно особенно отметить математическое соотношение, определяющее свойство каждого вещества переломлять свет более или менее сильно. Оно выражается отношением синуса угла падения к синусу угла переломленного пучка света и называется показателем пе- реломления второй среды, относительно первой. Это совершенно ясно из простого чзртежа, где а — угол, образованный падающим пучком, а

Ъ—выходящим. Тогда f =п=по- Ып о

жазателю преломления II среды, относительно L Обычно, за первую среду принимают пустоту. Эта величина п весьма замечательна. Мы не раз возвратимся к ней, найдя иной способ ее выражения, и увидим, что она сыграла важнейшую роль в уяснении истинной природы света и имеет самое близкое отношение к радиотехническим расчетам.

Без опыта

Итак, древние знали довольно основные свойства света и умели их применять. Однако, о природе световых процессов им было известно очень мало, хотя и не раз выдвигался вопрос — что же представляет из себя свет? На этот счет существовали самые сбивчивые и противоречивые мнения. Одни говорили, что сам глаз наш испускает особые лучи-щупаль- цы, и «ощупывает» ими предметы, другие, наоборот, думали, что пред- меты выбрасывают из себя световое вещество, которое ловит глаз. Но были и такие, что старались примирить противников, доказывающих с пеной у рта правоту своих взглядов на сборищах греческих мудрецов, где всякий имел право высказать свои мысли. Они придерживались золотой середины, рассуждая, примерно, так:

99