Борьба за скорость

Фотоэлемент замечает мельчайшие изменения в силе света, в освещенности — и этот волшебный глаз служит в «органах чувств» автоматов.

Вторично-электронный прибор, одно из интереснейших достижений электроники, — родственник фотоэлемента, его старший брат.

Фотоэлемент уступает по чувствительности человеческому глазу. Глаз человека замечает столь слабый свет, какой искусственный глаз не уловит, — слишком мало электронов он рождает, слишком мал тогда фототок. Академик С. И. Вавилов на остроумном опыте показал, что человеческий глаз может заметить ничтожную световую вспышку — всего несколько квантов.

Чтобы повысить остроту «волшебного глаза», усилить ток в фотоэлементе во много раз, надо заставить электроны «размножаться».

Было замечено, что некоторые металлы под действием электронного потока начинают сами испускать электроны. Новых вторичных электронов получается больше, чем первичных.

Электронный поток, уже усиленный однажды, можно снова и снова усилить таким же путем. В этом и состоит принцип устройства вторично-электронного прибора, или, как его еще иначе называют, фотоэлектронного умножителя.

В таком приборе электронный пучок, рожденный светом, как в фотоэлементе, попадая на пластинку со специально изготовленным поверхностным слоем, выбивает из него новые электроны. Повторяя умножение электронного потока, и можно добиться общего усиления его в миллиард раз.

Вторично-электронные приборы расширят наши возможности в технике и науке.

Они открыли невидимые человеческим и искусственным глазом — фотоэлементом звездные миры.

Они помогут рождению новых высококачественных сплавов, управляя плавкой с непостижимой быстротой. Сопоставляя спектр сплава — нужный и получаемый при плавке, они мгновенно отзовутся на малейшее отклонение от нормы.

Вторично-электронная трубка может «читать» показания на шкалах приборов и посылать сигналы, идущие затем в радиопередатчик. Приборы сами сообщат о своей работе.

«Читая» чертеж, она будет управлять работой станка-автомата.

Таких примеров можно было бы привести немало. В автоматике и телемеханике — управлении на расстоянии — найдут широкое применение вторично-электронные приборы, которые станут в наших руках новым важнейшим средством научных исследований и технического прогресса.

Фотоэлемент и его применение. 1. Схема фотоэлемента: 1) светочувствительный слой (катод), 2) анод, 3) окно для доступа света. 2. Фотоэлемент в кино: 1) источник света, 2) кинолента, 3) фотоэлемент, 4) усилитель, 5) репродуктор. 3. Фотоэлемент в фототелеграфии: 1) источник света, 2) барабан с текстом, 3) фотоэлемент, 4) модулятор света, 5) барабан с фотобумагой. 4. Фотоэлемент в телевидении. 5. Схема фотореле: 1) фотоэлемент, 2) усилитель, 3) исполнительный механизм. 6. Фотоэлектронный автоматический счетчик готовых изделий. 7. Фотоэлектрический пирометр для контроля нагрева металла в прокатном стане. 8. Фотоэлектронная автоматическая защита рабочего от попадания под пресс.

Сейчас нет, пожалуй, ни одной отрасли науки и техники, где не участвовала бы электроника. «Послужной список» электронных приборов — надежных помощников человека — можно было бы продолжать и продолжать.

«В электричестве человек нашел путь к решению самых разнообразных, самых фантастических задач своего ума», — сказал знаменитый русский физик Столетов.

То, что делает в наших руках покоренный электрон, — одна из побед науки и техники наших дней, побед, которым нет и не будет конца.

* * *

«Мы находим достижения лаборатории природы излишне скромными и не соглашаемся ограничиться тем небольшим ассортиментом веществ, которые в готовом виде предлагает нам природа. Нити для тканей мы научились делать лучше тутового шелкопряда, наши искусственные резины превосходят натуральный каучук, природа не знает веществ с таким причудливым сочетанием свойств, какое мы сообщаем нашим пластмассам. Список этих побед велик, а мы только открываем его. Важным элементом успеха этого увлекательного соревнования с природой является возможность исследовать свойства вещества в крайних условиях. В том, что мы можем помещать его в несуществующие обычно условия, выражается могущество нашей науки. Нет в природе тех низких температур, какие ныне доступны физикам. Установлена возможность создавать в результате ядерных реакций высокие температуры, которые соизмеримы только со звездными. Величайшие напряжения электрического разряда, превосходящие сильнейшие молнии, высочайшие степени разрежения газов — все это доступно нам, и проникновение в эти крайние области ежедневно приносит нечто новое и важное для нашего знания», — говорит академик Н. Д. Зелинский.

Вторично-электронный прибор.

Мы совершили путешествие в мир электроники — мир сверхвысоких скоростей. Но только ли электронам подвластны космические скорости? Какие есть еще у нас возможности, чтобы устроить «космическую» лабораторию на Земле, в которой можно изучать сверхвысокие скорости и управлять ими?

В космосе — не только скорости, за которыми не может угнаться наше воображение. Там, в недрах звезд, давления в тысячи и миллионы атмосфер, температуры и десятки миллионов градусов.

Химики получили давление почти в полмиллиона атмосфер, физики — температуру в 20000°.

Предел ли это?

Нет, не предел. И не только электроны в приборах могут соперничать в скорости со светом. И не только в лаборатории можно оперировать космическими давлениями и температурами, мощностями в миллиарды киловатт.

Взрыв — вот что дает нам и сверхвысокие скорости, и давления, и температуры, и мощности. В самом деле, взрыв даже небольшого заряда взрывчатого вещества — уже несколько миллионов лошадиных сил, несколько тысяч градусов, несколько сот тысяч атмосфер.

Но нельзя забывать — это и всего лишь несколько стотысячных или миллионных долей секунды. Вот секрет необычайно большой мощности взрыва. Энергии при взрыве выделяется сравнительно немного, зато чрезвычайно быстро. А мощность — работа в секунду. И небольшая энергия, выделяемая в стотысячные доли секунды, в пересчете на секунду возрастает во много раз. Нет ни одной машины, которая могла бы по мощности сравниться со взрывом.

Взрывчатое вещество необычайно компактный, легкий и мощный аккумулятор энергии. Он нашел себе место в технике, не только военной, в той, которая разрушает, но и в той, которая строит.

Земляные работы при прокладке дорог, каналов, добычу руды и угля, борьбу со льдами — облегчает взрыв. Огромные массы земли, выброшенные им, и крохотные заклепки, головки которых он расплющивает, плотно соединяя металлические листы, — примеры полезной работы взрыва.

Скорость при обычном взрыве достигает нескольких километров в секунду. Я сказал «обычном» потому, что бывают и необычные взрывы.

О них мы и поговорим. Ведь они открывают путь к еще более высоким скоростям.

Во время второй мировой войны применялись снаряды, буквально «прожигавшие» при взрыве танковую броню, железобетонный панцырь дота, броневые плиты на палубе корабля.