Летопись электричества

Страстное увлечение электричеством и желание проникнуть в тайну этой великой и грозной силы проявились у Флеминга очень давно. В 1877 году исполнилась первая заветная мечта молодого физика: он начал работать в кембриджской лаборатории у великого ученого Джемса Максвелла.[53] Здесь двадцативосьмилетний Флеминг был свидетелем замечательных последних работ Максвелла. Здесь же род руководством Максвелла Флеминг делал свои первые научные работы.

К двум правилам, открытым Ампером («правило пловца») и Максвеллом («правило буравчика, или штопора»), прибавились два новых ныне известных всем правила Флеминга («правой и левой руки») для определения направления тока, магнитного поля и направления движения проводника под действием магнитного поля.

^{«Правило буравчика», или «штопора» (Максвелла). Винт движется поступательно вниз в то время, когда его вращают по стрелке часов (с точки зрения наблюдателя, глядящего по направлению поступательного движения). Точно так же направлен магнитный поток, вызванный круговым током.}

^{Два правила Флеминга:}

^{1. Сила взаимодействия полей магнита и проводника с током приводит проводник в движение. Направление движения проводника определяется по «правилу левой руки» (мотор).}

^{2. Направление электродвижущей силы, индуктированной в замкнутом контуре при его перемещении в магнитном поле, определяется по «правилу правой руки» (генератор).}

В продолжение многих лет Флеминг был профессором физики и электротехники в Ноттингемском и Лондонском университетах. Вместе со своим другом, знаменитым химиком Джемсом Дьюваром, Флеминг долго занимался исследованием электрических и магнитных свойств различных веществ при очень низких температурах. В результате этих интересных опытов выяснилось, что металлические проводники при температуре, близкой к абсолютному нулю (на 273 градуса ниже, чем температура таяния льда), резко уменьшают сопротивление прохождению электрического тока.

Вскоре после этих опытов Флеминг получил приглашение стать научным консультантом «Общества беспроволочных телеграфов Маркони».

Не теряя времени, Флеминг, несмотря на свои уже немолодые годы, с юношеским пылом приступил к работе. Он по опыту всей своей предыдущей научной деятельности знал, что правильно поставить задачу — это значит сделать первый важный шаг для ее решения.

Электромагнитная волна, излучаемая искровым передатчиком, является затухающей. Если толкнуть маятник (груз, подвешенный на нити), то он остановится после нескольких качаний. Похожее явление происходит и с колебаниями в электрической цепи: сопротивление цепи гасит электрические колебания. Искровый разряд передатчика — это тот же толчок. Первое созданное им колебание будет самым большим, последующие — все более слабыми, и наконец они прекращаются (затухают).

Попадая в антенну приемника, затухающая волна не может быть ясно обнаружена когерером Бранли. «Электрический глаз» Бранли как недостаточно чувствительный прибор отвечает только на самую сильную волну из поступившей в антенну серии колебаний и не отзывается на более слабые последующие волны.

Чтобы отчетливо принимать на телефон всю серию колебаний затухающей волны, вместо когерера Бранли ввели кристаллические детекторы, то есть выпрямители. Благодаря способности детектора пропускать ток только в одном направлении (это свойство некоторых кристаллов было открыто случайно) поступивший в приемник переменный ток обращается в прерывистый ток одного направления. Выпрямленный ток способен воздействовать на электромагнит телефона и вызвать колебание его мембраны. И вот стало возможным легко осуществлять прием на телефон сигналов Морзе, посылаемых искровой станцией.

Флеминг испытал много различных кристаллических детекторов. Кристаллы из галена[54], пирита, карборунда[55] и других минералов давали примерно одно и то же выпрямляющее действие.

Но кристаллические детекторы обладали большим неудобством: приходилось терять много времени на настройку детектора; ведь острие металлической пружинки, которая прижималась для образования контакта к кристаллу, легко сдвигалось от случайных и, по-видимому, неизбежных толчков. Кроме того, кристаллический детектор — прибор недостаточно чувствительный.

^{Кристаллический детектор.}