Техника - молодёжи 1951-10, страница 18

ПРЕЬ РАЩЕНИЯ Kb АН TOR

Лауреат Сталинской премии

доктор те [иическнх наук Г БАБДТ Рис С. В£ЦРУМБ

ПУТЕШЕСТЗЧЕ В МИР КВАНТОВ

( квантами мы встречгемся буквально на каждом ггагу. Луч солнечного света, ргдиовс л.на, тепловые и рентгеновские лучи, любой вид электромагнитных колебаний — все это вгстники из мира квантов.

Мчогочисленны представители этого mi pa. Многих из них мы бессильны ощутить непосредственно с помощью органов наших чувств. Нам стало известно о них лишь после того, как на помощь человеку пришла наука

Проникая в тайны строения вещества, человек че только познал природу квантов, но и научился подчинять их соей воле.

Среди квантов, при всей их невообразимо малой величине, есть свои великаны и свои пигмеи. Другие занимают по величине промежуточно, положение. И все они составляют единую семью, обладая наряду с различиями множеством родственных черт.

Эти подстиенные черты позволяют осуществлять чудесные превращения в миюе кьантоь. Нередко пигмеи становятся великанами, а гиганты превращаются в карликоь. Такие чреобразовьния прочегодяг здесь непреоы1но и естественным путем и при выеша-те\ьстве человека.

Каждый путе шественник, который собираетсл посетить незнакомый край, начинает обычно с изучения карты. Мы попытались построить такую ларту для чу десного мира квантов. Это таблица преобразований кьантов.

Путешествуя по любой стране, у городов, на дорогах, близ речных переправ мы видим указатели, которые облегчают наш путь. Такие указатели есть и на карте мира квантов- Они изображают знакомые нам предметы.

Приятно встретить ста-эых друзей в незнакомом кгаю!

Итак, ь дорогу!

ПУТЕВОДНАЯ КАРТА

Электромагнлтная энергия может существовать в вид( колебаний различных часто¹.¹, различных длин "олн. Этой энергии присущи волиоьые свойства. Но в.лесте с тем ее поток имеет и свойства, характерные д;.я частиц.

Потоки электромагнитной энергии складываются из отдельных элементарных порций — квачтов. Квант — Si'O наименьшая порция энергии Энергия, которая содержится в одном кванте, или. как чгсто говорят, размер кванта, зависит от частоты колебания. Энергия кванта лряью пропорциональна частоте колебаний, обратно пропорциональн" длине воллы.

Для изменения концентрации потоков электромагнитной энергии примеьяют трансформаторы. Это зеркала, линзы, алтенны, ролноводы, а также катушки, связанные общим магнитным потоком. Вса такие устройства характерны гем, что частоту преобразуемых колебаний, а следовательно и длину волны и величину квантов энергии, остэпляют без изменений.

В более общем случае при преобразованиях электромагнитной энергии меняется не только ее концентр ция, но также и частота колебаний, а следовательно, и длина волны и размеры квантов.

Можно сказать, что наиболее общий случай преоб-разогания электромагнитной энергии - это когда меняемся не тол око плотность потока кгантов, но и их ргзмер. когда квгнты в процессе преобразования или дробятся, или, наоборот, укрупняю: ся.

Любой тип преобразовг теля электромагнитной энергии можно классифицировать по двум признакам: величина квантов электромагнитной энергии на входе преобразователя и величина jcbshtjb на выходе. По этому принципу построена прилагаемая таблица пре

вращений квантов, на которой могут быть размещены все возможнее преобразователи электромагнитной энергии. Здесь могут найти себе место все существующие, и все те, которые когда-либо появятег.

По вер 'икг льной оси таблицы — по оси ординат — отложены частоты электромагнитных колебаний (в периодах в секунду - герцах), а также еоотв^тстаупщио длины волн и энергии квантов (их принято измерять в электроновол">тах).

И по горизонталз ной оси — оси абсцисс — также отложены "частоты колебаний, длины чолн и энергии квантов.

Каждое деление таблицы, как вертикальное, так и горизонтальное, соответствует десяхикратногду изменению частоты и, следовательно, десятикратному же изменению длины волны колебаний и энергии кванта У таблицы превращений нет "ргниц. Ее поверхность можно распирять во все четыре стоооны. На нашем рисунке таблица оборвана: на ни жих частотах (снизу и слева) — на колебаниях с частотой меньше одного период? в секунду, а ла высоких (сверху и справа) — на частоте 10²³ периодов в секунду. В этих пределах заключаются электромагнитные колебания от токов низких частот до космических лучей.

Отдельно от области периодических колебательных процессов, вдоль нижнего края таблицы и вдоль левой ее стороны нанесены две полосы постоянного тока.

Постоянный ток можно назвать током нулевой частоты — с бесконечно большим периодом колебаний и с бесконечно большой длиной волны.

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ НАШЕЙ ПУТЕВОДНОЙ КАРТЫ

В каждой точке габлицы превращений встречаются два электромагнитных колебания. Наша таблица напоминает таблицы шахматных чемпионатов, на которых проставляются результаты астреч в".ех участников меж_му собой.

По диагонали табчицы пре з >ащений встре^т аются колебания одинаковых частот. Шахматисты Виц с собой в турнирах не играют. В шахматных таблицах диагональные клеиси зачеркиваются. В таблице же преооразований по диагонали должны располагаться приборы и аппараты, которые меняю'.' только концентрацию электрической и магнитной энергии, только на-пряпенность электромагнитных колебаний, не меняя их частоты. По диагонали таблицы преобразований могут быть размещены трансформаторы. (Таблица трансформаторов опубликована в журнале «Техник! — молодежи» № 2 за 19?1 год.)

В областях. лежащих по обе стороны от диагонали таблицы превращений, встречаются колебания разных частот. Мы приняли, что в верхней левой части таблицы расположены преобрагователи, ко/орые из колебаний высокой частоты вырабатывают колебания более низкой частоты. Здесь удлиняют волну, измельчают кванты.

В нижней правой части таблчцы помещаются преобразователи, которые, Не оборот, поры-наю/ частоту колебаний — из низкой делают высокою. Здесь волна укорачияаегся, а кяанты укрупняются.

По диагонали таблицы нанесены стрелки, которые показывают направление превращений. Этой же цели служат и стрелки иа краях таблицы.

На вертикальной лолосе с левой стооогы таблицы расположены преобразователи всевозможных колебаний в постоянный ток. Здесь и все выпрямители переменных токов, и термоэлементы, и фотоэлементы.

На горизонтальной полосе снизу таблицы — преобра-зовгтели постоянного токт в электромагнитные колебания. На этой полосе нахо 1ят себе место индукционные кадушки, вырабатывающие переменный ток

16