Но можно получить электрический ток разных видов. Одно дело — ток гальванического элемента. Такой ток всегда бежит в одном направлении — от положительного полюса к отрицательному — и называется постоянным. А вот волоски электрической лампочки в нашей квартире чаще всего накаливаются, если можно так сказать, другим током. Его вырабатывают на электростанциях специальные машины — электрогенераторы.
Этот ток движется по проводу то в одну сторону, то в другую. Это переменный ток. Он меняет свое направление, как часовой маятник, только несравненно скорее. Маятник стенных часов совершает примерно одно полное колебание в секунду. Переменный ток в проводах нашей квартиры совершает пять десятков колебаний в секунду. Но ток может совершать десятки и сотни тысяч, даже миллионы колебаний в одну секунду. Это уже быстропеременный ток, ток очень высокой частоты.
Быстропеременный ток поступает в провод. Что при этом происходит? Вокруг провода тотчас же создаются магнитное и электрическое поля. Рождаются оба поля одновременно и вместе образуют одно электромагнитное поле, обладающее удивительным свойством: электромагнитное поле высокой частоты не остается у места своего рождения, а с огромной скоростью распространяется во все стороны.
У провода, по которому течет быстропеременный ток, все время зарождаются новые и новые электромагнитные поля. Одно за другим, как волны, уносятся они в пространство. Вот эти-то разбегающиеся от провода поля и называются электромагнитными волнами или радиоволнами.
На передающих радиостанциях эти волны создаются антенной. Разбегаясь во все стороны от передающей антенны, радиоволны встречают на своем пути другие антенны — приемные, в том числе и вашу. И тотчас же таким антеннам радиоволны передают быстропеременные электромагнитные колебания, которыми были порождены сами радиоволны. Эти колебания имеют такую же высокую частоту, как и на передающей антенне. Правда, они уже во много раз слабее, но это не беда: их можно усилить. И тогда вы слова услышите у себя в комнате слова, музыку, пение, которые попали в микрофон радиостудии. Однако все эти звуки на пути своем пережили ряд чудесных превращений.
Прежде всего микрофон превратил звуковые волны в электрические колебания звуковой частоты — так же, как это происходит в проволочной телефонии. Микрофонный ток вполне достаточен для того, чтобы колебать мембрану телефона, но он все же очень слаб. Поэтому его усиливают при помощи особых аппаратов и в таком виде направляют по проводам на радиовещательную станцию. Здесь преображенные и усиленные звуковые волны переживают новое превращение.
Радиовещательную станцию можно узнать по высоким мачтам, между которыми протянута длинная антенна. По сравнению с мачтами-великанами карликом кажется здание самой станции, где находится радиопередатчик. Но этот карлик — сердце станции. Радиопередатчик создает переменный ток очень высокой частоты. Ток проходит в антенну и порождает вокруг нее электромагнитные волны.
Но вот на радиостанцию из студии примчался микрофонный ток. Он принес колебания звуковой частоты, то есть гораздо меньшей, чем у быстропеременного тока радиопередатчика. Ведь частота звуковых волн, доступных нашему уху, исчисляется сотнями и тысячами колебаний в секунду, а быстропеременного тока — сотнями тысяч колебаний в секунду. Придя на радиостанцию, микрофонный ток начинает хозяйничать там.
Как вы знаете, сила микрофонного тока зависит от сопротивления, которое то увеличивается, то уменьшается звуковыми волнами. А на радиостанции микрофонный ток в свою очередь, изменяет силу быстропеременного тока. Таким образом, на колебаниях высокой частоты отмечаются все пришедшие из студни колебания низкой, звуковой частоты. Быстропеременный ток служит только как бы канвой для микрофонного тока. На этой канве микрофонный ток вышивает свой звуковой узор, который он принес из студни. А от антенны радиовещательной станции электромагнитные волны разносят канву вместе с узором во все стороны.
Сами по себе колебания звуковой частоты не могли бы путешествовать без проводов, а на радиоволнах они странствуют по всему свету. Радиоволны доставляют своих пассажиров и к вашей антенне. По ней они спускаются к радиоприемнику, и здесь начинаются новые превращения.
Когда узор вышит, канву выдергивают. В этом и состоит основная задача радиоприемника. Он выделяет из быстропеременного тока только колебания звуковой частоты, а дальше путь их уже хорошо нам известен. Из приемника электрические колебания поступают в телефонные наушники, приводят в движение мембрану. А она в точности воспроизводит все звуки, «услышанные» микрофоном в радиостудии. Если вы хотите усилить звук, к вашим услугам специальный усилитель и громкоговоритель, который представляют собою, в сущности, более мощный телефон.
12. Самая совершенная связь
Может быть, телеграф после великого изобретения Попова вообще отжил свой век? Нет, радио, телефон и телеграф — не соперники. Напротив, они дополняют друг друга.
Одновременное вещание для миллионов слушателей — величайшее преимущество радио. Маленький, неприметный в углу комнаты репродуктор невидимыми нитями соединяет каждого из нас со всем миром.
Несколько раз в день мы узнаем о важнейших событиях, которые произошли всего три-четыре часа назад в тысячах километров от нас. Можно ли мечтать о большей победе над пространством!
Долгие тысячелетия, десятки некогда всесильных и давно погибших государств, сотни человеческих поколений отделяют радио от сигнальных огней костров, тех древних костров, которые медленно из селения в селение несли радостные или тревожные вести. Разве можно сравнивать «живой» телефон с нынешним?
А самые быстрые бегуны и гонцы древности? Или оптический телеграф Шаппа? Или греческие гемеродромы, персидские ангары, голуби? Какие это медлительные черепахи по сравнению с нынешним телеграфом!
Телеграф, телефон, радио сократили месяцы до часов и минут. Эти самые совершенные средства связи изменили наши представления о времени и пространстве, изменили жизнь всего человечества.
Особенно велико значение быстрой связи на войне, где дорога каждая минута, каждое мгновение. Но значит ли это, что мы должны отказаться от медлительных предков телеграфа, телефона и радио?
Глава третья. Связь на войне
1. Кое-что о предках
У каждой вещи своя история, и очень длинная. Что, казалось бы, замечательного в пере, обыкновенном пере, которым мы пишем каждый день? В течение многих веков люди царапали свои письмена заостренными деревянными или металлическими палочками. Потом стати писать тонкими, расщепленными на копчике тростинками.
Это было гораздо удобнее. Позже появилось новое изобретение для письма — птичьи перья. Отсюда и пошло название нашего пера, хотя оно ровно никакого отношения к птицам не имеет.
История вещей — это история изобретений. Сейчас, вероятно, никому и в голову не придет писать какими-то гусиными или вороньими перьями. Они давно отжили свой век и сохранились разве только в музеях. Но большинство ценных изобретений обладает подлинным бессмертием.
Возьмите, например, лодку. Эта древняя прабабушка нынешних пароходов и теплоходов благополучно здравствует и до сих нор. Она даже взгромоздилась на борты всех кораблей и при авариях служит средством спасения. За долгие тысячелетия своей жизни лодка почти не изменилась.
А вот еще одни любопытный пример. Вы не раз любовались фейерверком. Среди красного, желтого, зеленого бенгальского огня стремительно взлетают ракеты. Их выбрасывает в воздух взрыв пороха. Выдумали ракеты, вероятно, китайцы, и порох долго странствовал, пока добрался до Европы. Но здесь он стал служить совсем не для забавы и развлечений.
Ровно шестьсот лег назад, в 1342 году, испанские войска осадили арабов в крепости Алхесирас на берегу Гибралтарского пролива. Испанцы начали было штурмовать Алхесирас. Но в это время на крепостной стене появилась какая-то странная труба. Потом арабы поднесли к ней сбоку раскаленный прут. И вдруг труба показала огненный язык и с грохотом выплюнула в испанцев небольшое железное ядро. Никакого вреда ядро не причинило, но страха нагнало порядочно. Испанцы решили, что арабы призвали на помощь. «нечистую силу», и отступили от Алхесираса.
Китайская ракета превратилась в «гремящий самопал». Из самопалов выросли ружья и пушки. Не правда ли, трудно узнать в смертоносном огнестрельном оружии его безобидного предка?
Долгий путь ведет от лодки к пароходу, от «живого» телефона и костров к телеграфу и радио. Но и лодка и ракета дожили до наших дней. Сохранились и древние средства связи, некоторые даже в неизмененном виде, но неузнаваемо изменились условия их применения. Ракеты проложили путь ружьям, пушкам, пулеметам, и связь на войне стала гораздо сложнее.
В древности поля сражений и самые армии были невелики. Сходились «во чистом полюшке» небольшие дружины, осыпали одна другую стрелами, врезались в неприятельскую колонну или вступали в рукопашную схватку. В таком бою воины не теряли связи со своим начальником. Он поблизости наблюдал за полем сражения, сам управлял боем и громко командовал своим войском.
Звенели мечи, копья, секиры, поле битвы оглашалось победными криками. И все же воины слышали громкий голос своего командира. А если шум битвы заглушал его слова, он мог подать условный сигнал рожком или свистком, движением руки или огненным знаком.
Но из века в век росли армии. Командиру уже труднее было связаться со своими воинами, да и командиров стало больше. Они подчинялись полководцу всей армии и выполняли его волю. Свои приказания полководец передавал через цепь солдат по «живому» телефону, а на далекое расстояние полководец посылал пеших и конных гонцов.
Когда были изобретены пушки и ружья, управлять армией стало еще труднее и сложнее. Кроме древних пехоты и конницы, появился новый род войск — артиллерия. Да и сами пехотинцы переменились. Вместо луков у них были ружья. Стрела опасна только на близком расстоянии, да и то от нее легко защититься панцырем и латами. Свинцовые пули из ружей летели на 200–300 метров и пробивали самый прочный щит. О пушках и говорить нечего. Чугунные ядра проникали еще дальше в стан врага и нередко разрушали крепостные стены.