Как мальчик Хюг сам построил радиостанцию - [51]
— Катодная лампа, часто называемая вентилем Флеминга, очень похожа на обыкновенную электрическую лампочку. Но если вы присмотритесь к ней, то увидите, что в ней заключены не только нити для освещения. В ней находятся три вещи: проволочные нити, которые при накаливании дают свет, сетка, сплетенная из проволоки и металлический цилиндрик. Нити двумя кончиками соединяются с батареей, так что образуется замкнутая цепь и является свет. Сетка и цилиндр имеют по одному концу, так что их цепи не замкнуты.
Вы, вероятно, читали, что все вещества состоят из электронов, которые суть малые заряды электричества. Вы знаете, может быть, что электрический ток есть просто течение электронов. Вы несомненно знаете также, что есть два вида электричества: положительное и отрицательное, и что разноименные притягиваются, а одноименные отталкиваются.
Есть в электричестве один очень важный принцип, который необходимо усвоить, чтобы понять действие катодной лампы: металлы, нагреваясь, отбрасывают часть своих свободных электронов; чем больше они накалены, тем больше они рассеивают электронов.
Если вокруг накаленного металла, как вокруг нити в лампочке, есть воздух или другой газ, отброшенные электроны ударятся о молекулы газа и будут остановлены трением. Чтобы этого не было, из лампы выкачивают воздух. Для работы катодной лампы важно, чтобы ничто не мешало течению электронов. Чтобы вам было ясно, я объясню работу катодной лампы в ее трех стадиях.
Прежде всего, м-р Айртон, представьте себе, что нити соединены с батареей, как тут у меня, сетка же и цилиндр не соединены и находятся вне какой бы то ни было цепи. Что тогда произойдет?
Как только металлические нити накалятся, они выбросят отрицательные электроны. Эти электроны, разлетающиеся во все направления, ударятся о сетку и о цилиндр, которые станут отрицательными, так как они будут иметь избыток отрицательных электронов. Пустое пространство в трубке станет также отрицательным, потому что масса таких электронов будет носиться кругом.
Испускание электронов в вентиль Флеминга.
Одноименные отталкиваются, не забудьте. По мере того, как нити выбрасывают все больше отрицательных электронов, тройное отталкивание заряженных сетки, цилиндра и пространства возрастает, пока не станет настолько сильным, что нити больше не смогут отбрасывать электронов, будет достигнута точка равновесия. Лампа остается постоянной, дает свет и больше ничего.
Это первая стадия. Электрическое освещение работает в этом роде. Понятно вам, м-р Айртон? — Торн сделал грубый чертеж: вот это вам поможет понять.
— Я, кажется, понял, — сказал Айртон, — только вы очень быстро говорите.
— Постараюсь говорить медленнее. Мне и с Хюгом пришлось повозиться.
— Но если вы в общих чертах поняли, я расскажу вам о второй стадии.
Теперь представьте себе, что нити соединены с батареей как и прежде, но что и цилиндр и сетка соединены с положительным полюсом другой батареи, отрицательный полюс которой соединен с нитями. Это дает сетке и цилиндру положительный потенциал, и создает еще одну цепь, замкнутую всюду, кроме промежутка между нитями и цилиндром. Нити накаляются и отрицательные электроны отлетают, как и прежде, на этот раз с большей стремительностью, так как они притягиваются положительным цилиндром.
Течение электронов, или, что то же самое, электрический ток замыкают вторую цепь. Тогда батарея будет действовать, как насос, притягивая электроны от нити к цилиндру, от цилиндра к батарее, и из батареи к нитям, которые, накаляясь, снова их отбросят.
Это, как видите, создает постоянный ток кругом по цепи, через промежуток в лампе, всегда в одном и том же направлении, так как только отрицательные электроны отбрасываются нитями, а цилиндр постоянно соединен с положительным полюсом батареи. Заметьте это, это очень важно.
Лампа Флеминга, как детектор.
В этой стадии лампа может быть использована, как детектор в приемнике. Флеминг, изобревший ее, предназначал ее для этой цели, и даже в стадии двух электродов, когда вместо сетки и цилиндра был только один электрод, она является очень хорошим детектором. Если лампу с горящими нитями поместить в цепь с переменным током, через цепь цилиндра будет проходить только половина переменного тока, вследствие ее действия в одну сторону. Эта половина будет постоянным током. Если переменным током, входящим в лампу будут радиоволны, полученные в воздухе антенной, цепь цилиндра примет их в виде односторонних пульсирований лампа станет детектором, и если между цилиндром и батареей поместить какой-нибудь пишущий аппарат, эти пульсирования можно записать различными способами. Понятно, мистер Айртон?
— Стараюсь понять.
— Следующая стадия более сложная. Теперь представим себе, что нити по-прежнему соединены с батареей и цилиндр с положительным полюсом другой батареи — тоже по-прежнему. Но сетка соединена с третьей батареей, и составляет отдельную цепь. Будем считать эту батарею восстановительной и соединения с полюсом непостоянными, и на первый случай предположим, что сетка соединена с положительным полюсом третьей батареи. Тогда сетка получает положительный потенциал. Это увеличит притяжение электронов, но так как сетка имеет небольшую поверхность, большая часть электронов пройдет через нее к цилиндру.
