Валерий Родиков - Приключения радиолуча

• Название: Приключения радиолуча
• Автор: Валерий Родиков
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Научпоп
• Год: 1988
• ISBN: 5-235-00094-3

Книга об одном из великих открытий в истории человечества — радиоволнах, о прошлом, настоящем и возможном будущем обширнейшей научно-технической отрасли — радиоэлектроники. Читатель также узнает о причудах радиоволн: радиолокационных миражах-«призраках», «ангелах», «летающих тарелках»; о том, вредны ли радиоизлучения…

---

Но бывает довольно непросто выключить радио. Например, таиландские студенты при поступлении в университет вместо обычных шпаргалок пользовались миниатюрными рациями. Администрации пришлось вызвать специальную установку для глушения «радиоконсультаций».

Журналисты-газетчики тоже не упускают случая поиронизировать над своими конкурентами — «электронными» коллегами. Однажды солидный западногерманский еженедельник, начав с серьезного утверждения о том, что «ТВ — чудо XX века, поистине величайшее изобретение», завершил свою короткую, броско поданную заметку так: «Телевидение действительно замечательная вещь. От ТВ не только за какие-нибудь час-полтора просмотра получаешь жестокую головную боль, но и узнаешь из рекламы, какие таблетки ее лучше всего снимают».

Вопрос о дозе радиации, поступающей от телевизора, был тщательно исследован. Интенсивность слабого вторичного излучения экрана, возникающая из-за его бомбардировки электронным пучком, зависит от высоковольтного напряжения на кинескопе. Как правило, в черно-белых телевизорах используется напряжение 15 киловольт, и на поверхности экрана доза радиации составляет 0,5—1 миллирад в час.

В наш атомный век все мы более или менее знакомы с дозами радиации. Напомню, что рад — единица поглощенной дозы для любого вида ионизирующих излучений. Термин «рад» возник из сокращения английских слов radiation absorbed dose, что в дословном переводе означает: радиационная поглощенная доза. Представление о величине этой единицы дает следующее сравнение: чтобы нагреть грамм воды на один градус, нужна энергия в 420 тысяч раз большая, чем рад. Как видим, единица эта довольно малая, но для измерения дозы облучения живых организмов она широко используется, прибегают даже к услугам в тысячу раз более мелкой единицы — миллирад.

После краткого экскурса вернемся к телевизионному экрану. Его мягкое излучение поглощается стеклянным или пластиковым покрытием трубки, и уже на расстоянии 5 сантиметров от экрана радиация практически не обнаруживается.

Цветные телевизоры работают при больших напряжениях. У приемников с большим экраном напряжение на втором аноде кинескопа — 20—27,5 киловольта. На расстоянии 5 сантиметров от экрана они дают радиацию от 0,5 до 150 миллирад в час. Напомню, что в среднем нормальную облученность человека от естественного радиоактивного фона считают равной примерно 100 миллирадам в год. Предположим, вы смотрите цветной телевизор три-четыре дня в неделю по три часа в день. В год получим от 1 до 80 рад (не миллирад, а рад!). Данная цифра уже значительно превосходит естественный фон излучения. В действительности получаемые дозы значительно меньше (Кузин А.М. Невидимые лучи вокруг нас. М., «Наука», 1980, с. 62—63). Чем больше расстояние до телевизора, тем меньше доза облучения — она уменьшается пропорционально квадрату расстояния, и уже в двух метрах от экрана годовая доза радиации ниже той ежегодной нормы, которой оделяет нас окружающая природа.

Как мы убедились, при соблюдении рекомендуемых правил радиация от цветных телевизоров не должна нас беспокоить. Кроме того, телевизионные приемники непрерывно совершенствуются, внешняя их радиация снижается, а в телевизорах будущего она вообще исчезнет.

Тем не менее, даже не учитывая этот фактор, все равно нужна мера. Недаром парламент Исландии принял специальное решение: по четвергам телевидение не работает! Вечер отдан семье и полезному досугу, чтобы у людей была возможность побыть вместе, спокойно побеседовать, почитать, поиграть в шахматы…

Во времена Хлебникова таких проблем не было, и они — совсем не обязательные издержки, а порождение неразумного отношения к одному из великих открытий цивилизации. Поэт мечтал, что радио соединит человечество. Да, по своей сути эфир международен — радиоволны могут беспрепятственно пересекать государственные границы, океаны и континенты. Благодаря телевидению мы становимся свидетелями событий, происходящих от нас на расстоянии многих тысяч километров.

Родилась телематика — симбиоз телевидения, космической связи и информатики. Примером телематики являются телемосты, приобретшие в последнее время особую популярность. Разделенные океанами люди видят, чувствуют, ощущают друг друга, словно между ними всего несколько шагов. Действительно, поверишь вдруг и в малость Земли, и в нерасторжимое единство человеческих судеб. Все мы — земляки и современники. Такие встречи — образец новой дипломатии без дипломатов. Участники встречи «по телемосту» как бы призывают в свидетели все человечество. По крайней мере значительную часть ее. «Наедине со всеми», как теперь принято говорить, глядя прямо в глаза далекому собеседнику, лукавить и кривить душой не приходится. Рождается доверие, которого так не хватает в нашем сложном мире.

В отличие от телевидения телематика позволяет вести активное обсуждение, проводить дискуссии между людьми, находящимися в данный момент в разных частях планеты. Со временем, когда средства телематики станут дешевы и доступны, она сделается одним из важнейших средств просветительства и массового распространения необходимых знаний.

Чем дальше стрела времени уносит нас вперед, тем любопытнее возвращаться к истокам. Не этим ли объясняется теперешнее повальное увлечение историей, в том числе и историей науки и техники. Где же корень современных радиоустройств? Как было положено начало обширному радиосемейству, заполнившему мир? Чтобы ответить на эти вопросы, полезно вспомнить о таком всеобщем физическом понятии, как волна, и ненадолго заглянуть в прошлое. Исторические экскурсы очень поучительны, потому что новое — обычно хорошо забытое старое. Пример тому — полупроводниковые приборы. Появившиеся в начале века, они через некоторое время были признаны малопригодными и оказались вытеснены электронными лампами, а спустя примерно лет сорок началось их победное, вплоть до наших дней, шествие.

Как говорил Козьма Прутков: «Отыщи всему начало, и ты многое поймешь».

ВОЛНЫ ВОКРУГ НАС

УРОКИ КОЗЬМЫ ПРУТКОВА

Слово «радио» латинского происхождения. В переводе оно означает «испускаю лучи». Смысловое значение довольно точно отражает суть: радио имеет дело с выпущенными на волю радиоволнами. Они в зависимости от типа испускающих их антенн могут быть собраны в луч, а могут разбегаться во все стороны. Именно радиоволны явились тем корнем, из которого произросло радио, а затем и все производные от него ветви, столь густо опоясавшие наше сегодняшнее бытие.

Прежде чем войти в современный радиомир, остановимся на таком, казалось бы, простом вопросе — что такое волны? Эта остановка оправдана тем, что у волн самой разной природы есть нечто общее, а именно: на языке математики в самом общем виде они подчиняются одинаковым законам.

У Козьмы Пруткова есть классическое поучение: «Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуемые, иначе такое бросание будет пустою забавою». Может, таким образом наши далекие предки и познакомились с волнами? Во всяком случае возможностей для наблюдения волн у них было предостаточно. На воде волны возникают с необычайной легкостью, достаточно лишь дуновения ветерка. Взволнованная поверхность воды кажется нам естественной и очевидной. Поэтому, наверное, при упоминании о волнах непроизвольно возникает навеянный тысячелетними наблюдениями образ волны на воде: нечто бегущее, регулярно повторяющееся в пространстве и времени. Воспользуемся и мы этой традиционной моделью волнового явления, чтобы уяснить основные его особенности.

Такой способ — изучение какого-либо явления с помощью модели — широко распространен. Например, авиаконструктор исследует аэродинамику самолета на уменьшенной его модели в аэродинамической трубе. По этому же принципу действует конструктор судов. Он изучает поведение модели проектируемого корабля в бассейне с водой. Ученые описывают и исследуют окружающий нас мир, создавая его абстрактные модели, называемые теориями. Научная теория — тоже модель. Так и волны от брошенных в пруд камней — наглядная модель волновых явлений разной природы, в том числе и радиоволн.

Почему образуется волна в эксперименте, который рекомендовал Козьма Прутков?

Ударившись о поверхность воды, камень вытесняет воду. Вытесненная вода вспучивается вокруг камня, образуя кольцевой холмик. Иногда вода выталкивается так быстро, что часть ее отрывается от поверхности и разбрызгивается во все стороны.

Водяной холм не остается неподвижным — вода вокруг места, куда упал камень, приходит в сложное колебательное движение. Каждый небольшой объем воды движется вверх и вниз и с некоторой задержкой во времени приводит в такое же движение соседние с ним объемы воды.

Не всякое колебательное движение является волновым. Например, маятник настенных часов совершает колебательное движение, но это отнюдь не волна. Физики относят маятники к системам с сосредоточенными параметрами. При анализе маятник можно заменить одной колеблющейся точкой. А для волны нужна среда, которую нельзя представить в виде одной точки. Она — непрерывная совокупность точек. Физики относят подобные среды к системам с распределенными параметрами. При волне соседние точки среды одна за другой последовательно приходят в движение. В этом главная особенность волны — она «бежит», то есть перемещается в пространстве. Если на поверхности водоема плавают какие-нибудь предметы, например щепки, то при прохождении волны они будут подниматься и опускаться: сначала те, которые поближе к месту падения камня, а затем и те, которые подальше, то есть волна «бежит» с определенной скоростью. В колебательное движение приходит не сразу вся поверхность водоема, а постепенно от места зарождения катится волна, сменяясь то гребнем, то впадиной. Как и всякую скорость, в учебных и научных изданиях скорость распространения волны часто обозначают латинской буквой V.