IV. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ЦЕЛЯХ СВЯЗИ
1. КАК ПЕРЕДАЮТ РАДИОГРАММЫ
Наиболее широкое применение электромагнитные волны нашли в области связи — радиотелеграфии и радиотелефонии. При радиотелеграфировании, как уже указывалось на стр. 24, передающая станция посылает в пространство серии длительных и коротких сигналов постоянной силы. Различные комбинации этих длинных и коротких сигналов (чёрточек и точек), как и в обычном телеграфировании по проводам, обозначают различные буквы алфавита (по азбуке Морзе). Так, буква а условно изображается точкой и чертой, т. е. одним коротким и одним длинным сигналами, буква н — чертой и точкой, цифра 7 — двумя чертами и тремя точками, и т. д. Слово «радио», записанное по азбуке Морзе, выглядит так, как показано на рис. 2.
B небольших радиопередатчиках передача телеграфных сигналов производится вручную: радиотелеграфист передаёт радиосигналы посредством телеграфного ключа нажимая и отжимая его головку (рис. 12). Скорость такой передачи невелика — несколько десятков букв в минуту.
Рис. 12. Ключ для телеграфирования (ключ Морзе).
Приём таких радиосигналов производится человеком на слух. Радиотелеграфист приёмной станции, слушая длинные и короткие звуки, которые создаются при приёме, соображает — каким буквам соответствуют комбинации принимаемых звуков, и записывает эти буквы на бумагу.
В крупных радиостанциях передача телеграфных сигналов производится автоматически специальными быстродействующими приспособлениями; они позволяют передавать более 300 слов в минуту. При такой быстрой передаче радиотелеграфный приём обычным способом — на слух, конечно, невозможен, так как человек не в состоянии принять за одну минуту такое большое число сигналов. Поэтому приёмные устройства мощных радиотелеграфных станций снабжаются быстродействующими приёмными аппаратами — автоматами, которые прямо печатают на телеграфной ленте текст принимаемой радиограммы.
После изобретения электронной лампы оказалось возможным осуществить и радиотелефонную связь, т. е. передачу не условных сигналов, как в случае радио — телеграфирования, а самих звуков — слов, музыки и пр. Об этом подробно было рассказано на стр. 27.
Так как передающая радиостанция может излучать электромагнитные волны одновременно и с одинаковой силой по всем направлениям вдоль земной поверхности, то эти сигналы воспринимаются сразу сотнями тысяч радиослушателей.
Такие радиопередачи, имеющие колоссальное значение в жизни любого государства, называются широковещательным и (или радиовещательными), так как они обслуживают сразу огромное число слушателей.
Первой радиовещательной передачей в СССР был концерт, передававшийся Москвой 17 сентября 1922 г. Перед Великой отечественной войной число радиовещательных станций в СССР превышало сотню (среди них — самая мощная в мире для того времени — Московская радиостанция имени Коминтерна), а число зарегистри — рованных радиоприёмных пунктов превышало 5 миллионов.
Несколько сократившееся у нас во время войны радиовещание быстро восстанавливается. По пятилетнему плану в 1950 r. оно получит ещё больший размах, чем до войны, и охватит буквально всё население Советского Союза.
3. ПЕРЕДАЧА ИЗОБРАЖЕНИЙ HA РАССТОЯНИЕ
Следующим важным видом связи является так называемая «фототелеграфия», или передача изображений при помощи радиосигналов.
В фототелеграфии важнейшую роль играет прибор, называемый фотоэлементом. Этот прибор представляет собой стеклянный баллон (рис. 13), в который впаяны сетчатый электрод-анод (или просто кольцо из проволоки) и электрод-катод. Катод представляет собой пластинку, покрытую слоем особого металла, который способен терять электроны под влиянием освещения. К таким металлам относятся, например, натрий, литий, цезий. Часто слой этого металла просто наносится на внутреннюю стенку баллона.
Светочувствительный металлический слой — катод и сетчатый электрод — анод соединяются с электрической батареей таким образом, чтобы электроны шли на анод. Однако ток в фотоэлементе возникает лишь тогда, когда на его светочувствительный слой падает свет. Как уже было сказано, свет вырывает с поверхности катода электроны. Электрические силы, созданные батареей, заставляют освобождённые электроны лететь к сетчатому электроду; в результате, в фотоэлементе и возникает электрический ток.
Число вырываемых светом электронов зависит от силы освещения катода: чем больше сила света, тем больше число освобождённых электронов. А с изменением числа этих электронов изменяется и сила тока, возникающего в фотоэлементе. Таким образом, изменяя степень освещённости фотоэлемента, можно получить в нём соответственно меняющийся по силе электрический ток.
Как же происходит передача изображений с помощью радиосигналов?
Вспомните, что различные предметы по-разному отражают свет. Белая, гладкая поверхность, например, лист белой жести, очень сильно отражает световые лучи — она вся блестит отражённым светом.
Рис. 13. Схема фотоэлемента.
Чёрная же поверхность, например, чёрное сукно, наоборот, почти все лучи света поглощает. Благодаря этому, кстати сказать, чёрные предметы и нагреваются сильнее на солнце, чем белые.
Вот этой способностью предметов — различно отражать световые лучи — и пользуются в фототелеграфии. На передающей станции имеется барабан, на который надевается лист с рисунком, подлежащим передаче. Этот барабан вращается вокруг своей оси и B то же время медленно движется вдоль неё. Около барабана установлен фотоэлемент и сильный источник света, дающий тонкий световой пучок. Этот пучок падает на барабан и отражается им на фотоэлемент.
При движении барабана световой пучок падает на различные участки поверхности рисунка и, благодаря этому, по-разному отражается от них. Белые участки рисунка отражают свет лучше серых, серые — лучше чёрных. Таким образом, отражённый пучок света постоянно меняет свою яркость, он, как говорят, мигает. В таком виде световой пучок и падает на фотоэлемент. В фотоэлементе возникает ток. Сила этого тока будет так — же постоянно меняться — в соответствии с изменением яркости падающего на фотоэлемент света.
Ток в фотоэлементе действует на силу сигнала, излучаемого радиостанцией, подобно тому, как при передаче речи сила излучаемого радиостанцией сигнала меняется в соответствии с изменениями звука, произносимого перед микрофоном. Таким образом, передающая радиостанция излучает такие волны, которые в каждый момент соответствуют отражательным свойствам какого-либо участка рисунка.
На приёмной станции имеется такой же барабан, вращающийся в точности так же, как и барабан пере — дающей станции; на его поверхности находится лист фотографической бумаги. Барабан также освещается узким пучком света, сила которого меняется в соответствии с силой принимаемого сигнала — это достигается с помощью специальных электрических аппаратов. А сила принимаемого сигнала, как вы уже знаете, зависит оттого, на какую часть рисунка — тёмную или светлую — падает луч света на передающей станции. Таким образом, при вращении приёмного барабана на различные участки фотобумаги попадает свет различной яркости, в соответствии с распределением тёмных и светлых пятен на рисунке, находящемся на передающей станции. Поэтому отдельные участки фотобумаги после проявления её обычными фотографическими способами оказываются раз — лично почерневшими. Таким путём на бумаге воспроизводится передаваемый рисунок.
Фототелеграфия широко используется при срочной передаче различных фотографий и рисунков, для газет, а также для передачи подлинных текстов различных документов и подписей.
4. КАК ВИДЯТ НА РАССТОЯНИИ
В отличие от фототелеграфии, где изображение на приёмном барабане становится видимым только после проявления фотобумаги, при другом типе радиосвязи — телевидении (т. е. видении на расстоянии) в приёмнике получается изображение, которое видно непосредственно во время радиоприёма.
Рис. 14. Приёмная телевизионная трубка.
В этом случае на передающей станции так же, как и при фототелеграфии (но технически более сложным способом), создаются сигналы. Сила этих сигналов изменяется в соответствии со степенью освещённости отдельных участков рисунка или предмета, изображение которого передаётся. На приёмной станции сигналы воспринимаются и подаются в специальную так называемую разрядную стеклянную трубку (рис. 14). Внутренняя поверхность торца разрядной трубки покрыта специальным составом; он способен светиться при попадании на него электронов. Эту поверхность называют экраном. Вдоль оси трубки, под действием электрических сил, движется поток электронов в виде очень узкого электронного луча. Диаметр луча составляет лишь доли миллиметра. Этот луч, невидимый для человеческого глаза, попадает на экран трубки, который и начинает светиться. Свечение длится только то время, пока луч падает на тот или иной участок экрана. Яркость свечения зависит от силы электронного пучка, т. е. от количества электронов в пучке. Чем больше электронов падает на экран, тем сильнее он светится.
