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…

---

Врачи недоумевали: никаких психических расстройств у пациентов не обнаружилось. А между тем они продолжали утверждать, что отчетливо слышат голоса. Наконец специалисты узнали, что оба пациента недавно лечили зубы у одного и того же врача. Обратились к нему, и дантист сказал, что он запломбировал им зубы цементом особого состава: в нем была незначительная примесь карборунда.

Понемногу все прояснилось. Кристаллы карборунда — типичного полупроводника — совместно с организмом человека образовали простейший детекторный приемник. Кристалл карборунда служил детектором, выделявшим из радиоволн звуковые сигналы. Колебания воспринимались нервом зуба и по нему достигали мозга. Эти миниатюрные детекторные приемники принимали сигналы близлежащей радиостанции, передававшей торговую рекламу.

Известно, что детекторный приемник обладает плохой избирательностью. Если он принимает одинаковые по мощности сигналы разных радиостанций, то в наушниках будет звучать какая-то мешанина. Но положение в корне меняется, если сигнал одной из радиостанций будет много мощнее других. Тогда сильный сигнал автоматически подавляет слабые. Радисты так и называют этот эффект «подавлением слабого сигнала сильным».

«Больные» потому и слышали голоса, что сильные сигналы близко расположенной рекламной радиостанции подавляли в «зубном» детекторе более слабые сигналы других станций. Не исключено, что в будущем по вашему желанию у зубного врача вам вместо обычной пломбы вмонтируют в дупло крошечный радиоприемник. И за электропитанием дело не станет. Гальванический элемент можно тоже разместить во рту. Надо только поставить еще одну пломбу из металла, отличного от того, из которого изготовлена металлическая оболочка пломбы радиоприемника. А электролитом будет… слюна. Конечно, вариант экзотический, но неисповедимы пути моды.

То, что объекты живой природы, а именно ткани растений, могут служить элементами радиоприемника, продемонстрировал еще в конце XIX века наш соотечественник Я. О. Наркевич-Иодко. В 1896 году «Минский листок» сообщил об осуществленной в Минске передаче без проводов, причем антенной и, по-видимому, детектором служил… комнатный цветок. Та же газета в 1902 году писала о подобной передаче в Вильно на сельскохозяйственной выставке. Здесь противоположной станцией беспроволочного телеграфа явились опущенная в воду ветка вербы и телефон.

Эти особенности растений, обнаруженные почти сто лет назад, в наши дни находят практическое применение… В Индии благодаря космической связи все большее распространение получает телевидение. Но возникла проблема: во влажном климате металлическая антенна недолговечна, и к тому же она сравнительно дорога. На помощь неожиданно пришли ботаники. Они предложили использовать для приема телепрограмм… кокосовую пальму. Оказалось, пальма — хороший проводник сверхвысокочастотных токов и прекрасно заменяет громоздкую телевизионную антенну.

А вот стебли некоторых растений, как выяснилось, способны передавать электромагнитные волны светового диапазона таким же образом, как и в световодах — стекловолоконных кабелях. Поэтому свет проникает даже в подземную часть некоторых растений, где у них в основном сконцентрирован фитохром — пигмент, клетки которого поглощают солнечный свет. Под воздействием солнечного света они активизируются и запускают целый комплекс биохимических реакций. Благодаря им растение растет, ориентируется относительно направления силы тяжести, солнца…

Казалось бы, место фитохрома наверху, в наземной части растений, но природа не случайно распорядилась иначе. Она сконцентрировала большую его часть в небольшом утолщении, расположенном чуть ниже поверхности почвы над корнями, в так называемом «узле», где происходит интенсивное деление клеток. Вот почему трава и другие растения (например, овес) продолжают расти даже после того, как наземная их часть скошена. Чтобы поддержать высокую скорость биохимических реакций, приводящих к образованию новых клеток, природа и запрятала пигмент под землю. На языке экономики это называется «приблизить управление к производству».

То, что стебель выполняет роль световода, наглядно демонстрирует такой опыт. Брали кусочки стебля кукурузы, овса, фасоли и слегка изгибали их. Если один конец стебля освещали лучом лазера, то другой конец тоже начинал испускать свет. В таких световодных стеблях клетки выстроены параллельными колонками, напоминая конструкцию промышленных световодов. Каждая такая колоночка — словно нить оптического кабеля. Если рассматривать ее под микроскопом, то при включении света видно, как ярко вспыхивает внутренность каждой из клеток, образующих колонку, стенки же ее остаются темными.

Между прочим, хлорофилл растений — типичный полупроводник для светового диапазона волн и работает в зеленом листе по тем же канонам, что и его технические собратья. Квант света создает в молекуле хлорофилла, как говорят электронщики, электронно-дырочный тип проводимости. В зеленом листе по «электронно-транспортной цепи», словно по медной проволоке, течет микроток. Для возбуждения электронов молекулы хлорофилла достаточно квантов красного света с довольно скромным запасом энергии. Полупроводниковые свойства хлорофилла порождают надежду создать «зеленые фотоэлементы» (взамен ныне существующих из кремния и арсенида галлия), в которых под действием света будет производиться электрический ток.

Возможно, хлорофилл сохраняет свои полупроводниковые свойства и при воздействии радиоволн, тогда именно благодаря этому комнатный цветок в опытах Наркевича-Иодко работал как детектор.

О скрытых электронных резервах в зеленом мире дает представление сделанный индийским биофизиком Д. Босом опыт, который он сопроводил забавными комментариями. Бос соединил внешнюю и внутреннюю части зеленой горошины с гальванометром и затем нагрел ее до 60 градусов Цельсия. Замеренное напряжение составило 0,5 вольта. Если 500 пар половинок горошин собрать в определенном порядке в серии, то конечное электрическое напряжение составит 500 вольт, чего вполне достаточно для гибели на электрическом стуле не подозревающей об этом жертвы. «Хорошо, что повар не знает об опасности, которая ему угрожает, когда он готовит это особенное блюдо, и, к счастью для него, горошины не соединяются в упорядоченные серии», — пошутил Бос. Ученый, правда, использовал прием гиперболы: тока горошин будет недостаточно для электрического стула, хотя «тряхнуть» такая батарея вполне сможет.

Незадачливые пациенты дантиста случайно стали обладателями встроенного в зуб детектора, они смогли довольно отчетливо слушать местную радиостанцию. А может ли человек непосредственно, без какого-либо инородного тела, воспринимать сообщения, переносимые радиоволнами?

В таком вопросе нет ничего удивительного, если учесть, что первым регистратором-приемником электромагнитных волн радиодиапазона была живая ткань, а именно лягушечья лапка.

Вспомним опыты профессора анатомии в Болонье Луиджи Гальвани. В 1786 году он изучал нервную систему лягушки. 26 апреля его помощник препарировал нервы лягушечьей лапки, а он сам в другом конце комнаты извлекал искры из электрической машины. Ассистент ученого заметил, что лапка вздрагивает каждый раз, когда он касается ножом нерва при появлении искры в электрической машине. Теперь-то мы знаем, что искры — источник радиоволн. Роль антенны выполнял скальпель, а лягушечья лапка была приемником.

Конечно, в то время Гальвани не мог даже подозревать, что при электрической искре возникают какие-то волны. Тем не менее научное любопытство побудило его к дальнейшим исследованиям. Он решил проверить, производит ли аналогичное действие и естественная электрическая искра — молния. С крыши дома ученый спустил длинную проволоку, которую присоединил к нервам задних лягушечьих лапок. Эту проволоку, которую ученый назвал «нервным кондуктором», в наши дни с полным основанием можно назвать антенной. К мышцам лапок Гальвани присоединил другой проводник, который опустил в колодец с водой, то есть, по существу, заземлил. «Как только появлялись молнии, — пишет Гальвани, — тотчас же мышцы приходили в сильные сокращения, которые совпадали по времени с молнией и предшествовали грому…»

Гальвани думал, что он открыл особое «животное электричество», а на самом деле лягушечьи лапки реагировали на возбужденный в антенне электрический ток.

Правда, в опытах Гальвани все-таки присутствовало инородное тело — металлическая антенна. А у человека и животного нет специальных рецепторов, воспринимающих радиоизлучение. Мы обычно не ощущаем их, но практика показала, что они влияют на общее состояние человека и животных. Например, метровые волны вызывают возбуждение обезьян, которые поворачивают голову в сторону их источника, начинают испытывать волнение. «Чуют» радиоизлучение собаки и крысы — тоже поворачивают голову в сторону, откуда идут невидимые волны.