Жизнь и мечта - Ощепков Павел Кондратьевич (электронные книги без регистрации TXT) 📗
Короткие волны в этом отношении считались менее ценными. И как менее ценные для служебных целей они были отданы тогда на откуп радиолюбителям для их практической работы.
Тогда в этом не было ничего удивительного, так как казалось, что чем длиннее волны, тем сильнее они должны преломляться в земной атмосфере. С этой точки зрения волны такого рода могут распространяться на значительные расстояния, даже за горизонт земли. Они как бы огибают на некотором расстоянии поверхность земли. У коротких же волн это свойство менее выражено, поэтому они не могут распространяться так далеко за линией видимого горизонта.
Факт (т. е. практика) и теория (т. е. объяснение этого факта) находились в полном согласии.
Но радиолюбители, пользовавшиеся коротковолновыми диапазонами, очень скоро обнаружили, что на коротких волнах, вопреки предсказаниям специалистов, можно устанавливать связь на значительно большие расстояния, чем предполагалось раньше. Радиолюбители показали, что радиосвязь можно устанавливать вплоть до межконтинентальной и при очень малой мощности передатчиков.
В спешном порядке пришлось произвести переоценку ценностей. Было установлено, что короткие волны хорошо отражаются от верхних, ионизированных слоев атмосферы и поэтому обеспечивают прием их на невероятно больших расстояниях. Таким образом, теперь уже не длинные, а короткие волны стали считаться наиболее ценными для установления дальней связи. Оценка фактов сменилась на противоположную.
Радиотехники, работающие на коротких волнах, особенно радиолюбители, добиваются потрясающих успехов, устанавливая связи одна длиннее другой.
168
Теперь весь мир опоясан такими линиями связи. Однако никому даже в голову не приходило, что радиосигнал, посланный на коротких волнах, можно снова принять в том же самом месте, откуда он был послан. Только в 1947 г. советский инженер Н. И. Кабанов пришел к выводу, что радиосигнал, посланный в эфир на коротких волнах, многократно отражаясь от ионосферы и от поверхности земли, неминуемо должен вернуться к месту излучения. Отражение от поверхности земли не может быть строго оптическим, оно должно носить характер сложного распределенного отражения, поэтому в числе отраженных лучей должны быть и такие, которые в точности совпадают с направлением первоначального сигнала.
В зависимости от свойств и рельефа отражающей поверхности интенсивность отраженной энергии может быть различной, но она обязательно достигнет точки излучения.
Это было новое и смелое умозаключение. Многим оно казалось невероятным. Длительное время спор складывался не в пользу Кабанова, но в конце концов его точка зрения победила, и в 1960 г. Комитет по делам открытий и изобретений выдал Н. И. Кабанову диплом на открытие «эффекта Кабанова».
Теперь этот эффект очень хорошо проверен и подтвержден. Радиотехника и радиолокация обогатились еще одним мощным средством «просматривания» местности далеко за пределами горизонта земли. Эффект Кабанова дает возможность не только обнаруживать те или иные изменения на обследуемых участках земной поверхности, но и быстро определять наивыгоднейшую волну, необходимую для установления связи с любым пунктом земли. Направляя в заранее рассчитанное место радиосигнал на той или иной волне и регистрируя интенсивность пришедшего «радиоэха», нетрудно установить, какая из посылаемых волн дает наилучшие результаты.
Так было открыто еще одно очень интересное явление. в физике распространения радиоволн.
Можно ли сказать, что мы знаем уже все о радиоволнах, что в дальнейшем в этой области не будет открыто каких-либо новых явлений? Конечно, нет. Практика и теория находятся в постоянном развитии, непрерывно дополняя и оплодотворяя друг друга. Многое из того, что сегодня нам кажется абсолютно правильным, завтра - опровергается новой практикой.
169
НЕОБЫЧНОЕ В ПРИВЫЧНОМ
Каждый специалист, изучая историю своей дисциплины, обязательно найдет факты, отношение к которым с течением времени претерпевало коренные изменения.
Известь, например, тысячелетиями применялась в строительном деле только в гашеном виде. А вот изобретатель С. И. Смирнов доказал, что можно не только применять ее в негашеном виде, но и получать на ее основе камни особо высокой прочности. По методу Смирнова получены камни, пригодные даже для изготовления мельничных жерновов.
Профессор А. В. Улитовский, многое сделавший для прикладной физики, умел находить оригинальные пути решения даже тех задач, которые на основании общеизвестных фактов считались неразрешимыми. Он первым, например, предложил способ прокатки жидкого металла.
Специалисты пытались доказать, что сделать это невозможно, так как при любой системе охлаждения валки все равно разогреются и расплавятся. А Алексей Васильевич не только доказал полную реальность своего метода, но и продемонстрировал прокатку жидкого чугуна, имеющего температуру плавления около 1400° С, валками из алюминия, температура плавления которого всего 660° С.
В чем же здесь дело? Конечно, если валки охлаждать водой обычным способом, то такого теплосъема действительно будет недостаточно, чтобы снизить их температуру ниже точки плавления. Но разве охлаждение валков проточной, пусть даже холодной водой — единственный способ?
А. В. Улитовский применил воду не в виде сплошного потока, а в виде дисперсной (т. е. раздробленной на мельчайшие частицы) массы, подаваемой на внутренние стенки валков под высоким давлением. В этом случае тепло расходуется уже не только на нагрев воды до температуры кипения, но и на процесс полного испарения ее. Это позволило резко увеличить теплосъем со стенок валков, и прокатка жидкого чугуна стала возможной.
Чугун в твердом состоянии, как известно, не катается, он хрупок, и получение из него листа обычными способами невозможно, а вот новый подход к задаче дал желаемый результат. Этот метод получил широкое развитие, его авторы были удостоены Государственной премии, и теперь существуют заводы по производству чугунного листа методом прокатки металла в жидком виде.
170
Как видим, к оценке фактов надо подходить с умом и осторожно. То, что сегодня считается невозможным на основе всем известных фактов, завтра становится возможным на основе более глубокого их анализа.
Примеры противоречивых выводов из одних и тех же фактов можно найти и в наше время. Таких примеров немало. Вот один из них.
Если пропустить электрический ток по цепи, состоящей из разнородных проводников, то каждое место соединения этих проводников помимо джоулева тепла будет выделять (а в некоторых случаях поглощать) еще некоторое дополнительное тепло в количестве, пропорциональном количеству прошедших электронов. Это так называемое явление Пельтье.
Существует несколько взглядов на сущность этого факта, однако точная его природа все еще остается загадочной.
Если температура электрической цепи, содержащей два спая из разнородных проводников, равна температуре окружающей среды, то совершенно естественно, что спай, который выделяет дополнительное тепло, при прохождении тока приобретает температуру более высокую, чем температура окружающей среды, а в том спае, который поглощает тепло, температура станет ниже температуры окружающей среды, В первом случае тепло будет отдаваться в окружающее пространство, во втором случае оно будет поглощаться из окружающего пространства, которое можно значительно увеличить, если систему искусственно сделать асимметричной (подробнее об этом говорится в главе «Навстречу девятому валу»).
По отношению к холодному спаю в этом случае вся окружающая среда становится как бы «горячим телом». Это вполне логичный вывод, и он соответствует опыту.
171
Да иначе и быть не может, так как в каждом проводнике электроны по своему энергетическому состоянию строго соответствуют химической природе материала проводника. В двух соприкасающихся проводниках, изготовленных из различных металлов, обязательно будут различны и средние энергии электронов. Следовательно, если электрон из проводника одной химической природы переходит в проводник другой химической природы, то меняется и его энергия, и ровно настолько, насколько отличается средняя энергия электронов в одном металле (проводнике) от средней энергии электронов в другом металле. При переходе через эту границу электрон обязательно отдает часть своей избыточной энергии новому проводнику, и она обнаруживается в виде тепла.
