Страница:Радиолюбитель 1928 г. №11.djvu/19

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


летать волну любого приемного п передающего контура. Поэтому, собираясь рассмотреть некоторые приемы техппки ультря-короткюе волн, назовем се цля краткости ультра-короткой техникой.— мы начнем с измерения длины волны.

Основой этого измерения были и остаются стояние волны, правда, уже далеко не в том виде, какими полувал пх Герц, прогоняя токи ультра-высокой частоты по длинному проводу п отражая их от его конца. Ультра-короткие волны не требуют какпх-то особых принципов измерения, но их малая длине заставляет сильно видоизменять приложение старых длнпноволновых методов, к этой области микроскопических ведичпп. Уменьшение размеров приборов п применение зеркал — dot главнейшие пути видоизменений.

Система Лехера

В 1SS9 году Лехер построил общеизвестную теперь систему проводов для измерения стоячих волн,- более совершенного. чем по способу Герца. Напомним сущность системы.

Параллельно искровому промежутку S некоторого передатчика, включены через емкость конденсаторов С и С2 (рпс- 1) два голых провода (а, а). Третий короткий провод (Ь) может в виде мо- ciHKa передвигаться вдоль этой системы. Итак, все три провода образуют контур, замкнутый через искру и конденсаторы. Пусть мостик занимает положение М, составляя контур А. При работе передатчика этот контур станет колебаться, но колебания передадутся и дальше, открытому контуру С, дойдут до его изолированных концов и отразятся обратно, образуя стоячие волны. В том. что контур С действительно колеблется, можно убедиться хотя бы свечением гейслеровой трубки Т, Если наугад замкнуть наш контур вторым мостиком, то трубка, вообще говоря, потухнет, но будет снова загораться особенно ярко всякий раз, когда, передвигая новый мостик, мы поставим его в положения Мл М2 Л/3 и т. д. В этих точках — узлы напряжения стоячих волн, т.-е между обоими проводами нет разности потенциалов и поэтому через новый мостик токи не потекут. Но расстояние между двумя соседними узлами всегда равно полуволне. Измерив и удвоив это расстояние, мы и молучпм длину волны данного передатчика.

Вот классическая схема Лехера. Подчеркиваем это потому, что ведь все оригинальные схемы подвергаются многочисленным измерениям; это относигея и к лехеровой системе. Метод Лехера нашел громадное применение потому, что довольно точеп и может быть приспособлен к измерению волн в широких пределах. Как мы номпим, именно при помощи его была найдена скорость токов высокой частоты на проводе с ошибкой ЛИШЬ в 1—2%. А В 1899 Г. некий Маркс, пользуясь миниатюрной лехеровой системой, определил

X =4 см! Но это, копечно, пример виртуозности, потому что необходимость

большого уменьшения размер >в ограничивает прпменепис системы Лехера для измерения ультра-коротких волн. С кж- ца прошлого века ее вытеснил из этой области метод свободной интерференции.

Свободная интерференция волн

Уже из самого названия можпо заключить о получении стоячих свободных волн, не связанных с твердыми проводниками. Способ этот, замечательный по простоте и остроумию, предложен Больцманом в 1890 году. Рассмотрим, в чем он состоит.

Имеется два параболических зеркала (! и И), оптические оси которых расположены под некоторым углом друг к другу (рис. 2). В центре одного из зеркал помещается вибратор. Пучок волн вибратора, отбрасываемый зеркалом, частью отражается от плоского зеркала Z1 а частью—от такого же зеркала Z2 и падает па второе параболическое зеркало, в цептре R, которого находится резонатор. Если передвигать одно из плоских зеркал, например, по

направлению стрелки, увеличивая путь одной половины пучка, то можно подобрать такую разницу путей, при которой эта половина будет подходить к

резонатору, опаздывая ровно на —.

Тогда она возбудит в резонаторе колебания, противоположные тем, которые возбуждаются другой половиной, идущей нормально. Такие колебания, интерферируя, взаимно уничтожаются и резонатор не обнаружит никакого приема. Увеличив разность путей до целой мы увидим по максимальному возбуждению резонатора, что колебания теперь сложатся. Таким образом можно непосредственно измерить длину волны вибратора.

Далее мы увидим, что этим изящным способом можно было измерить X — = 0,0818 мм (!), что случилось В 1924 году.

Но, ведь, есть и еще методы измерения длины волны, основанные па сравнении-с некоторым точно отградуированным контуром. Мы говорим о волномерах. Но, с одпой стороны, волномер для ультра-коротких волн представляет трудности выполнения, с другой,— волномер дает пензбежпые ошибки, теряющиеся при измерении больших величин, но резко искажающие малые Да, шшонец, волномер — это не метод. Это — условное приспособление (как, например, часы, термометр), а не оригинальное и совершенно точное исследование лабораторного типа, которого требует ультра-короткая техника. Поэтому волномер никак не входит в круг ее принадлежностей н методов.

Применение зеркала Больцмана встретило сперва большое препятствие, на преодоление которото исследователями прошлого века было потрачено не мало энергии. К этому мы сейчас и перейдем.

Индикаторы

Работа с электромагнитными волнами, понятно, требует какого-пибудь ипди- катора, обнаруживающего их действие.

В наше время таким индикатором служит телефонная трубка, без которой мы не можем убедиться, «принимает» ли нага приемппк. Последователи Герца работали в первое время исключительно с искрой, которая одинаково равноправно служила как источником колебаний, так и их индикатором. Все эти системы Федерсона, Лехера, Больцмана и т. п. требовали участия искры, проскакивающей в разрыве резонатора тля производства наблюдений. В трубке Гейслера свечение вызывала также искра, пробегая разреженный газ. Но в 1895 году Рига, известный исследователь ультра-коротких волн, обнаружил предел для применения искры-индикатора. Именно, он мог наблюдать ее в резонаторе еще при 2,5 см. Но оказалось, что уже резонатор длиной в 1,2 см так мало получает напряжения от электродинамической индукции приходящих волн, что не может образовать искры, даже микроскопической! Это явилось серьезной угрозой для дальнейшей работы над уменьшением волн...

Надо было повысить как-то чувствительность искрового индикатора или же отыскивать совершенно новые способы. По первому пути пошел Бранли, дав свой когерер, не столько чувствительный, сколько капризный, но это, конечно, нисколько не разрешило вопроса. Тогда ультра-короткая техника обратилась к двум приборам физики — болометру' и термоэлементу.

В первом из них использована способность проводников изменять свое омическое сопротивление, в зависимости от нагревания. Болометр представляет собой обычный мостик Уитстона, неизвестной ветвью которого служат два тончайших зачерненных платиновых листочка, толщиной, примерно, около 0,001 мм. Металлический экран со щелью позволяет исследуемым волнам падать на листочки и нагревать их, меняя их сопротивление. Благодаря этому электрическое равновесие мостика нарушается и заставляет отклоняться стрелку гальванометра. Это отклонение делается вполне заметным ужеирн нагревании иа одну миллионную долю градуса!

Применение болометра явилось большим шагом вперед, но опять-таки лишь до известного предела. Размеры болометра, предназначенного для исследования ультра-коротких волн, должны быть очень невелики, но его чувствительность ревко падает от уменьшения. Таким образом, здесь теряется его самое ценное свойство как индикатора.

Метод термоэлемента

Но пашелся иной индикатор, чувствительность которого увеличивается С уменьшением геометрических размеров v вообще массы—термоэлемент.

401