Борис Фомин - Радиоэлектроника в нашей жизни

«БЭСМ» позволила ученым решить ряд задач физики, механики, астрономии, химии. Так, например, за несколько дней были подсчитаны орбиты движения около семисот малых планет солнечной системы с учетом воздействия на них Юпитера и Сатурна.

Вычисления на этой машине ведутся с числами от одной миллиардной доли единицы до миллиарда. Результаты вычислений печатаются специальным электромеханическим устройством со скоростью 1,5 числа в секунду. Они могут быть также отпечатаны на кинопленку.

В машине «БЭСМ» 5 тысяч электронных ламп, срок службы каждой лампы превышает 10 тысяч часов. Машина обслуживается двумя инженерами и техником.

Математические машины используются сейчас для решения задач в самых различных отраслях науки и техники, например в метеорологии. Для предсказания погоды на завтрашний день необходимо произвести столько математических операций, что вычислителям потребуется работать около двух недель. Счетно-решающая электронная машина выполняет эти вычисления за два часа, и предсказание можно дать своевременно.

Современные электронные машины «способны» не только к математическим действиям. Создана, например, «читающая машина». С ее помощью человек, лишенный зрения, может читать обычные газеты, книги, журналы. Электронный луч скользит по строчкам, накапливает сигналы и включает механизм, произносящий слова. Имеется и машина — переводчик. С ее помощью можно печатать текст на одном языке и через несколько секунд получать листы, отпечатанные на другом языке. Конечно, все задания, которые выполняют «читающие» и «переводящие» машины, дает человек.

В настоящее время ученые работают над созданием еще более совершенных математических машин. Очень важно создать машину небольшого размера, поскольку большинство действующих в наши дни электронных вычислительных машин занимают десятки и даже сотни квадратных метров площади. Портативная машина может найти место в лаборатории, в конструкторском бюро, в кабинете ученого. Чтобы математическая машина получилась небольших размеров, нужны миниатюрные радиолампы и детали. Теперь это достигается внедрением в радиотехнику так называемых полупроводниковых электронных приборов, или кристаллических элементов.

В двадцатых годах наш соотечественник О. В. Лосев открыл способ усиливать радиосигналы с помощью не радиоламп, а особого полупроводникового элемента.

Новый преобразователь и усилитель электрических колебаний был назван кристадином. По своим качествам он уступал радиолампе; это и понятно: наука того времени о полупроводниках знала очень мало. Изобретение О. В. Лосева было забыто.

Вспомнили о нем в годы второй мировой войны, когда стали строить радиолокаторы, работающие на сантиметровых волнах: кристаллический преобразователь на этих волнах работал значительно лучше радиолампы! С этого времени началось чрезвычайно быстрое внедрение полупроводников в технику.

Полупроводники составляют в природе особую группу тел. В обычных условиях они плохо проводят ток и этим похожи на изоляторы. Но стоит внешним условиям измениться, и полупроводник начинает сравнительно хорошо пропускать ток, приближаясь по своим свойствам к проводникам. К полупроводникам относятся различные окислы и минералы, а также такие химические элементы, как германий, кремний, селен, теллур, бор, фосфор.

Первое свое применение в современной технике полупроводники получили как выпрямители переменного тока. Переменный ток пропускают через соединение полупроводников двух различных типов, в результате чего получают выпрямленный ток, т. е. такой ток, который протекает только в одном направлении. Раньше для этой цели применялись радиолампы.

Усложнив устройство полупроводникового элемента, удалось применить его для усиления слабых электрических сигналов. Новый прибор выполняет те же функции, что и усилительная лампа, но отличается в десятки раз меньшими размерами и тем, что не имеет нити накала.

Это значительно сокращает потребление энергии источников питания.

Первый кристаллический триод был создан в 1948 г. В настоящее время разработаны десятки типов полупроводниковых приборов.

В создании радиоэлектронной аппаратуры небольших размеров велика роль и так называемых печатных схем. Это такие радиосхемы, которые печатаются способом, близким к типографскому. На стеклянные или пластмассовые пластины наносится «рисунок», включающий в себя конденсаторы сопротивления и далее небольшие катушки индуктивности. Такой двухмерный (плоский) монтаж очень удобен в массовом производстве радиоаппаратуры и позволяет намного уменьшить ее размеры.

Внедрение этих достижений радиотехники в производство позволит не только создать портативные электронные математические машины, но и сделает возможным по-новому подойти к конструированию телевизоров, радиолокаторов, радионавигационных устройств и другой радиоаппаратуры.

Известно, какое значительное место занял в научно-исследовательской работе микроскоп. Им пользуются биологи, физики, химики, минералоги. Благодаря ему удалось открыть и изучить различные виды бактерий и микробов, разгадать строение и свойства различных веществ.

Современный оптический микроскоп может дать увеличение наблюдаемого объекта в 2000 раз, а с помощью ультрафиолетовых лучей — в 3000 раз. Это предел для оптических микроскопов. Но существует также электронный микроскоп, позволяющий перешагнуть этот порог. В нем «освещение» объекта производится потоком электронов. Это дает возможность рассмотреть более мелкие детали. В электронном микроскопе увеличенное изображение исследователь видит на экране электронно-лучевой трубки, подобной тем, которые применяются в телевидении и радиолокации.

Современные электронные микроскопы дают увеличение в 30 тысяч раз, а с последующим фотоувеличением до 100–200 тысяч раз. Такое увеличение позволяет рассматривать внутреннее строение бактерий и вирусов, молекулы сложных химических соединений и т. д. Наблюдая в электронный микроскоп живые ткани, можно видеть действие различных лекарств на бактерии. Это позволяет разрабатывать эффективные средства борьбы с болезнями [7] Об электронном микроскопе читайте брошюры «Научно-популярной библиотеки» Гостехиздата: Ю. М. Кушнир, Окно в невидимое и С. Д. Клементьев, Электронный микроскоп. .

Недавно появилось сообщение о создании нового, еще более замечательного прибора — электронного проектора. Этот прибор дает увеличение в 1–2 миллиона раз и позволяет отчетливо видеть строение кристаллической решетки металлов. Если с помощью этого прибора исследуется газ, то можно достигнуть увеличения в 10 миллионов раз и рассмотреть не только молекулы, но и расположение отдельных атомов! При помощи нового прибора впервые удалось рассмотреть атомы бария.