Голос через океан

Долгое время компании по производству подводного кабеля пытались улучшить качество изоляции, которую создала природа, и кое-что в этом направлении им удалось сделать. Но в 1933 году группа учёных английского концерна "Империал Кемикал Индастриз", которая работала в отличной от связи области, открыла материал с такими высокими изоляционными качествами, какими не обладало ни одно природное вещество, применяемое для изоляции. Это открытие оказало существенное влияние на развитие средств связи и внесло много изменений в наш повседневный быт.

Учёные-химики взяли дешёвый природный газ этилен - С₂Н₄– и подвергли его сжатию под давлением более тысячи атмосфер (столь большого давления не бывает даже на океанских глубинах). Результат оказался поразительным. Невидимый газ превратился в воскообразную массу и, когда давление сняли, остался в виде этой массы. Консистенция её не изменилась. Новое, не существовавшее доселе вещество назвали полиэтиленом.

Промышленное производство полиэтилена началось тогда, когда в нём возникла наибольшая потребность, а именно в период второй мировой войны. Полиэтилен понадобился в качестве изоляционного материала для кабелей, входящих в состав различных радиоустановок и, в частности, радиолокационных устройств.

В то время полиэтилен ценился очень высоко, и способ его производства держали в глубокой тайне. В годы войны англичане обнаружили и разбомбили единственный полиэтиленовый завод в Германии. Да и не только в Германии - этот небольшой завод являлся единственным в мире производителем полиэтилена, причём поставлял его как союзникам, так и противникам Германии.

Сегодня полиэтилен известен каждому в виде упаковки для предметов гигиены, небьющихся контейнеров, прозрачных мешков и т.п. Мы делаем из полиэтилена гораздо больше вещей, чем в своё время викторианцы из гуттаперчи. Но, кто знает, может быть, наши потомки будут с таким же недоумением взирать на изделия из полиэтилена, с каким мы смотрим на сделанные в прошлом веке гуттаперчевые переговорные трубки и спасательные круги для эмигрантов.

***

Немного о полиэтилене. Попытки превратить природный газ этилен путём полимеризации в высокомолекулярные продукты делались ещё в прошлом веке. В 1884 г. русский учёный Г.Г. Густавсон осуществил полимеризацию этилена под воздействием бромистого алюминия. Однако на протяжении последующих 50 лет удавалось получать только низкомолекулярные полимеры этилена (молекулярный вес 100-500) - густые жидкости, похожие на смазочные масла. Лишь к 1936 г. английский исследователь Е. Фосетт и советский учёный А.И. Динцес получили твёрдые высокомолекулярные полимеры этилена.

Первый километр кабеля с полиэтиленовой изоляцией был изготовлен в Англии в 1939 г. Это был опытный подводный кабель связи. С 1940 г. полиэтилен стал применяться для изоляции радиочастотных кабелей. В настоящее время полиэтилен широко внедрён в производство многих видов кебельных изделий - магистральных и местных кабелей связи, силовых и контрольных кабелей, кабелей для сигнализации и блокировки, монтажных проводов.

Полиэтилен обладает редким сочетанием весьма хороших физико-механических, химических и электроизоляционных свойств. Это обстоятельство и обусловило использование полиэтилена в самых разных отраслях промышленности, сельского хозяйства и в быту.

Значительная часть производимого полиэтилена перерабатывается на плёнки толщиной 0,01-0,1 мм, используемые в качестве упаковочного материала для хранения веществ, боящихся увлажнения или, наоборот, высыхания, например удобрений, хлопка, силикагеля, пищевых продуктов, а также различных деталей, аппаратов, инструментов с целью защиты их от коррозии; эту плёнку используют при изготовлении воздушных шаров и аэростатов для полётов в стратосферу.

Из полиэтилена изготовляют всякого рода небьющиеся сосуды бытового и технического назначения, отличающиеся прочностью и небольшим весом. Водопроводные трубы из полиэтилена легче стальных, совершенно не подвержены коррозии, не лопаются при замерзании в них воды. Освоено литьё из полиэтилена не только отдельных деталей, но и целых приборов и аппаоатов. Из полиэтилена изготовляются медицинские инструменты. Он применяется в пластической хирургии и протезной технике.

Раньше полиэтилен получали, ведя реакцию при температуре около 200°С и давлениях 1500-3000 атмосфер. Начиная с 1954 - 1955 гг., полиэтилен научились получать также и при весьма малых давлениях (от атмосферного до нескольких десятков атмосфер) и температуре не более 100°С.

Темпы роста мирового производства полиэтилена необычайно высоки. Если в 1943 г. было произведено 900 т полиэтилена, то через 10 лет его выпуск возрос в 90 раз и достиг в 1953 г. 82000 т. Ещё через 10 лет, в 1963 г., объём производства полиэтилена составил более полутора миллионов тонн, т.е. почти в 2000 раз превысил выпуск 1943 г. В недалёком будущем ежегодное производство полиэтилена превысит 4 млн. т.

Д. Шарле

XV. ПРОВОДА НАЧИНАЮТ ГОВОРИТЬ

Утром 4 августа 1922 года вся система телефонной связи в Соединённых Штатах и в Канаде на одну минуту была выключена в знак прощания с человеком, который дал ей жизнь и которого в этот момент опускали в могилу на мысе Бретон, в Новой Шотландии, в Канаде.

Телефон, видимо, был последним, так сказать, "несложным", но потрясшим мир изобретением. "Несложным" потому, что его изготовление было под силу любителю, располагавшему весьма ограниченным набором материалов. В те времена толковали, что если бы Белл хоть что-нибудь понимал в электротехнике, он и не пытался бы создать такой нелепый прибор.

Но это и неверно и несправедливо. Белл знал, что делал, хотя и удивился, что достиг результата столь простым способом. Если бы мы попытались перенестись на сотню лет назад и представить, что наш уровень знаний соответствует тому времени, каждый из нас решил бы, что для передачи речи на большие расстояния, если это вообще возможно, требуется очень сложное оборудование.

Человеческая речь - весьма сложный комплекс сигналов, гораздо сложнее, чем обыкновенные точки и тире, используемые в телеграфном коде. Грэхем Белл знал это лучше других, так как был, так же как и отец его и дед, профессором ораторского искусства.

Когда мы говорим, в окружающей среде - воздухе - возникают краткие или продолжительные колебания, так называемые звуковые волны. Частота колебаний этих волн охватывает очень широкий диапазон. Нормальная речь содержит частоты от 50 периодов в секунду, или герц, что соответствует глубокому басу, до 5000 периодов, соответствующих высокому сопрано, - иными словами, человеческий голос охватывает диапазон от единицы до ста или почти семь октав [37] .

Более того, речь не содержит ни одного звука в чистом виде, какой, например, издаёт камертон или струна скрипки. Человеческий голос состоит из комплекса звуков различных частот, одновременное звучание которых придаёт ему индивидуальность, или тембр. Мы узнаём друг друга по голосу, ибо наши уши в состоянии воспринимать и различать все эти частоты так же, как благодаря нервным окончаниям нёба мы различаем вкус бренди, молока или пива. Если бы люди изъяснялись друг с другом посредством "чистых тонов", они давно нашли бы способ обмениваться информацией на расстоянии так же быстро, как мы это делаем теперь. Правда, тогда говорящие не могли бы определить по голосу, с кем они разговаривают.

37

Октава - музыкальный термин, означает интервал, охватывающий 8 ступеней звукового ряда. Частота основного тона верхнего звука октавы (8-й ступени) вдвое больше частоты основного тона нижнего звука (т. е. 1-й ступени октавы). Семь октав соответствуют увеличению частоты основного тона в 2⁷ раз, т.е. в 128 раз. Следовательно, частоты основных тонов самого нижнего и самого верхнего звуков 7-октавного ряда относятся, как 128:1.

Любой метод передачи человеческой речи на расстояние требует, чтобы из одной точки в другую без искажений транслировалась довольно широкая полоса частот. К счастью для инженеров связи, мы можем при передаче нормальной человеческой речи понимать друг друга и узнавать голоса, не используя самых нижних и самых верхних частот, ограничивая полосу частот пределами от 200 до 2000 герц [38] .

В том случае, если нам требуется очень точное воспроизведение голоса, что вряд ли необходимо для телефонных разговоров, мы прибегаем к воспроизведению нижних и верхних частот.

38

Не совсем точно. Для обеспечения качественной передачи человеческой речи обычно принято использовать полосу частот от 300 до 3400 герц (гц). Для передачи же по кабелям концертных программ, т.е. музыки, пения, требуется более широкая полоса частот - от 80-100 до 8000-10000 гц.