Огненный шар

Видишь, с какими трудностями встретились инженеры при разработке радиолокатора.

Для того чтобы понять его сущность, поставь себя в их положение, когда они пытались практически применить открытие А. С. Попова.

Ну что бы ты стал делать для решения задачи, если требуется определить время пробега радиоволны до цели?

Как измерить миллионные или пусть даже тысячные доли секунды?

Может быть, для этого использовать какую-нибудь автоматику? Например, подключить к приемнику реле или самопишущее перо, которое будет отмечать на вращающемся барабане и время посылки сигнала и время приема его отражения, то есть радиоэхо?

Мысль правильная, но очень далекая от реальных возможностей. Ее просто нельзя осуществить.

Никакие реле, никакие движущиеся механизмы непригодны, если от них требуется, как говорят, «срабатывание» в миллионные доли секунды. С такой скоростью невозможно провести черточку на барабане, чтобы отметить время посылки сигнала.

Значит, нужно искать другие пути.

Нельзя ли здесь использовать принципы телевидения?

В те годы, когда инженеры бились над радиолокацией, не существовало телевидения в том виде, как сейчас, но основа всего телевидения, то есть электроннолучевая трубка, уже имелась, и применение ее для этих целей было разработано в России.

Как увидеть невидимое

Представь себе колбу с почти плоским дном.

Дно это служит экраном и покрыто изнутри специальным составом, который светится под действием потока электронов.

Источник электронов находится в узкой части колбы; это катод — фарфоровая трубочка с нанесенным на нее слоем окиси редких металлов.

Внутри трубочки накаливается нить. С катода свободно летят электроны.

Нам их нужно собрать в узкий тонкий пучок — электронный луч. Это делается не линзами, как в проекционном фонаре, а другими, уже электрическими, устройствами, по характеру действия похожими на собирающие линзы.

Тонкий пучок из электронов ударяется в экран и заставляет его светиться. Ты видишь яркий точечный зайчик. Зайчиком можно управлять. В горлышке колбы поместим пластинку, на которую подадим то или иное напряжение.

Электронный луч будет притягиваться к пластинке, если рна заряжена положительно. Следовательно, и зайчик переместится на экране.

А если поставить две пластинки, справа и слева, и подавать на них переменное напряжение? Тогда луч будет метаться от одной до другой пластинки, оставляя за собой на экране тонкую светящуюся линию.

Можно подсчитать, за сколько времени зайчик пройдет расстояние от края экрана до другого края. Больше того: мы можем разбить этот путь на равные части и тогда получим «шкалу времени».

Вернемся к передатчику и приемнику и попробуем связать воедино все наши аппараты для радиолокации.

В электроннолучевой трубке есть еще пластинки, расположенные по вертикали. Вот на них мы и будем подавать напряжение от приемника.

Приступаем к новым опытам. Нажимаем на мгновение ключ передатчика. Метнулся радиолуч.

Смотри, что делается на экране! От основной линии скользнул вверх острый зубец. А вот и второй, подальше от первого на несколько делений вправо. Значит, мы приняли радиоэхо своего передатчика.

Луч отразился от препятствия, от крыши дома, и теперь нам нетрудно рассчитать, сколько же до него метров. Известна скорость движения зайчика и время, за которое радиолуч пробежал до дома.

Но... если бы все это было так просто!

Принцип правильный, а практически с таким радиолокатором работать нельзя. Ты не увидишь никаких зубцов. Эхо вернется раньше, чем будет выключен передатчик.

Можешь ли ты ручаться, что нажмешь ключ на такое короткое время, чтобы успеть увидеть отраженный сигнал, для чего надо отпустить ключ уже через миллионную долю секунды?

Этот кусочек времени во много раз меньше так называемого мгновения.

Принято говорить «в мгновение ока» — время, когда только успеешь моргнуть.

А с точки зрения радиотехники время это очень долгое — десятые доли секунды.

Отсюда ясно, что ты не сумеешь столь быстро выключить передатчик и увидеть отраженный сигнал.

Но даже если бы это удалось сделать, такая короткая вспышка — мелькнул зубчик и исчез — глазу незаметна. Кроме того, мало ли отчего метнулся зубчик: от случайной электрической искры, от атмосферного разряда или от помехи другой радиостанции.

Надо исключить все сомнения. Отраженный луч должен быть виден продолжительное время и точно на делениях шкалы (кстати, ее можно разделить не на отрезки времени, а написать на ней расстояние в километрах, что обычно и делается).

В технике, в любом эксперименте, а часто и в жизни, для того чтобы твердо убедиться, что данное явление не случайно, прибегают к многократной проверке обнаруженного явления.

А если так, то применительно к нашим опытам нам следует посылать частые сигналы от передатчика, и если мы увидим второй зубец на одном и том же месте, то, значит, все правильно — мы принимаем отраженную волну.