Трактат о вдохновенье, рождающем великие изобретения

Вот что рассказывали об этом.

«Узнавши, что дикие племена поклоняются солнцу, он уверил их, что он и сам покровительствует их богам, в доказательство «его приказал им собраться на берегу (распорядясь заранее, в какое время зажечь фонарь на мачте корабля, стоявшего в довольно большом отдалении от берега) и стал призывать солнце для внушения народу покорности. Через несколько минут фонарь засветился, и дикие с криком и страшными воплями упали на землю и стали ему молиться».

Жители острова Кыктак были народ легковерный: кулибинский фонарь не сойдет и за слабое подобие солнца.

Чтобы осветить местность на километр вперед так же ярко, как в солнечный день, требуется 100 миллиардов свечей. Значит, нужно 100 миллиардов зеркал, а это больше, чем видимых звезд на трех миллионах небосводов. Только взяв самые мощные современные прожекторы, можно создать на расстоянии километра искусственное солнце. Придется составить группу из тридцати самых мощных прожекторов, в полтора метра диаметром каждый. Они будут сиять среди поля, как второе солнце. Но и здесь сохранится огромное различие: солнечные лучи освещают всю Землю и невообразимые пространства вокруг Земли, а узкий луч искусственного солнца осветит участок в 30–40 метров.

Соревноваться с солнцем нелегко, и даже такой успех — поразительное достижение.

В чем же секрет силы света современных прожекторов?

Посмотрим сначала, от чего зависит сила света источника света вообще. «От величины его, — скажете вы, — большой костер светит сильнее маленького».

Не только от величины. Раскаленная нить электрической лампочки меньше пламени свечи, а сила света ее значительно больше. Почему это так?

Да ведь нить электрической лампочки ярче пламени свечи. Когда хотят оценить яркость источника света, спрашивают, с силой скольких свечей светит один квадратный сантиметр его поверхности. Один квадратный сантиметр раскаленного вольфрама — того самого, из которого сделан волосок электрической лампочки, — светит с силой тысячи свечей. Значит, силу света источника света можно увеличить двумя путями: либо увеличив размеры источника, либо увеличив его яркость.

Займемся снова кулибинским фонарем.

Будем составлять отражатель кулибинского фонаря из все более и более мелких зеркал. Наконец зеркала станут такими маленькими, что не смогут вмещать в себе все отражение пламени свечи, каждое зеркальце будет отражать лишь частичку пламени. Взглянув издали, мы заметим, что из этих частичек, как из камешков мозаики, составилось одно большое, во весь отражатель, изображение пламени свечи. Представим себе, что зеркала уменьшились настолько, что и зеркалец-то не разглядишь, а видно одно сплошное вогнутое зеркало. В вогнутом зеркале появится увеличенное изображение пламени свечи, заполняющее весь отражатель до краев. При этом свет собирается в узкий пучок.

Вогнутыми зеркалами — отражателями — и снабжены все современные прожекторы. Как и в кулибинском фонаре с маленькими зеркалами, усиление света в прожекторах происходит за счет того, что маленькое пламя источника света замещается здесь сильно увеличенным изображением источника, заполняющим весь отражатель.

Яркость пламени свечи и его отражения в отражателе почти одинакова. Что это значит? Это значит, что один квадратный сантиметр поверхности того и другого светит с одинаковой силой.

Увеличить силу света прожектора можно двумя путями: либо увеличив размеры отражателя, либо увеличив яркость источника света.

Первым путем далеко не уйдешь. Изготовить отражатель диаметром больше полутора-двух метров — дело трудное, да и прожектор получится такой махиной, что с ним не управишься.

Остается один путь — яркость.

Вы, конечно, уже понимаете, какой это широкий путь.

Если свечу заменить лампой накаливания, то каждый квадратный сантиметр отражателя будет светить с силой в тысячу свечей.

А может быть, есть источники ярче?

Солнце светит над нами и служит нам образцом. Яркость его— 169 тысяч свечей с каждого квадратного сантиметра! Прожектористы начинают гоняться за яркостью. Начинается замечательное соревнование по яркости технических источников света с солнцем. Ближе всех подобралась к солнцу электрическая дуга.

Электрической дуге многим обязано великое искусство движущихся теней— кинематография. Без дуговых осветителей невозможно снять в киностудии современный фильм, без дуги невозможно показать его в большой аудитории — кинопроекторы не работают без источников света большой яркости.

Раз пришел я смотреть цветное кино. На экране показывали огнедышащую гору. Скалистый кратер ее накален был добела. Из него хлестало фиолетовое пламя, окруженное красноватым ореолом. Жар был такой, что скалы пузырились, кипели и испарялись. А с черного неба над кратером свисал другой раскаленный утес. Вершина его сияла ослепительным блеском.

Кое-кто удивился: где удалось заснять такой занятный фильм? А фильма-то и не было. Просто механик, перед тем как заправить ленту, спроектировал на экран электрическую дугу, что горела у него в аппарате. Это был портрет электрической дуги, который она сама изобразила на экране. Увеличенные в сотни раз угольки дуги на экране казались горами.

Угольки нагреваются до нескольких тысяч градусов и светятся ярче, чем сама дуга. Главную долю света испускает кратер. Яркость кратера простой электрической дуги— 15 тысяч свечей с одного квадратного сантиметра, а дуги высокой интенсивности — 78 тысяч свечей с одного квадратного сантиметра.

В прожекторах устанавливают дугу кратером к отражателю. Взглянуть в отражатель — все равно что заглянуть в увеличенный в тысячи раз раскаленный кратер электрической дуги. Один квадратный сантиметр отражателя современного прожектора светит с силой в 78 тысяч свечей!

Подсчитайте-ка сами, сколько свечей окажется в прожекторе с отражателем диаметром в два метра.

Замечаете, как обернулось дело? В осветительной лампе чрезмерная яркость дуги была существенным недостатком. Ослепительная точка не только жалила глаз, но и обладала жестокой притягательной силой. Куда бы ни прятался, ни клонился взор, она снова влекла его к себе. Глаз дрожал в постоянном беспокойстве: то метнется к ней, то отпрянет в сторону, обожженный, — так порхает у свечи мотылек. От упорной борьбы глаза с лампой нарастала мозговая усталость. Приходилось прикрывать дуговую лампу колпаком, окружать молочным шаром.

А в прожекторе яркость, этот тяжкий недостаток дуги, оказалась драгоценным достоинством. Благодаря своей исключительной яркости электрическая дуга прочно обосновалась в прожекторах. [15]

Вспомним притчу о гонцах с факелами, с которой начинался наш рассказ. Вы, конечно, давно уже догадались, что факел — это электрическая дуга, а гонцы — поколения русских изобретателей, передававших ее из рук в руки. Эстафета продолжается и сегодня.

В институтах и лабораториях ученые трудятся над увеличением яркости электрической дуги. Выдающийся советский прожекторист профессор Н. А. Карякин разработал прожекторные угли повышенной яркости. Они с виду похожи на карандаш. Но у них из графита не сердцевина, а оболочка. В сердцевине же запрессован химический состав, умножающий яркость пламени.

15

Ага! — скажет внимательный читатель, — тут, опять во вредном раскрывается полезное, недостаток оборачивается достоинством. А не взять ли и эту мысль на заметку, как полезный изобретательский принцип?

За свои необыкновенные угли Н. А. Карякин с помощниками удостоен Государственной премии.

Неустанно велась работа над повышением яркости источников света — благородное соревнование с солнцем. Была построена лампа сверхвысокого давления. Электрическая дуга пылала здесь в парах ртути, в трубке, узенькой, как канал термометра. Тугоплавкая хрустальная броня предохраняла лампу от взрыва. Не лишняя предосторожность! Ведь давление в лампе такое же, как и в самом мощном паровом котле. Но зато столбик света в узеньком канальце по яркости еще больше приблизился к солнцу.