Техника - молодёжи 1962-05, страница 19

кую пластину включили между двумя стальными электродами, произошло неожиданное: мощность ультразвуковой волны резко возросла...

Подводные лодки перестали быть «невидимками». Так это открытие Пьера Кюри впервые встало на службу человеку. Вскоре пьезоэлектрические приборы стали применяться в самых различных областях науки и техники. Однако нварц редок и дорог. Нужно было найти дешевый и надежный заменитель природного кварца.

ЛЕКАРСТВО С НЕОБЫКНОВЕННОЙ СУДЬБОЙ

Два века назад во Франции, в маленьком городке Ла-Рошель, жил аптекарь по имени Сегнет. Осенью 1672 года, работая над созданием нового слабительного, он получил крупные прозрачные кристаллы, которые и вошли в фармакопею под названием «сегнетова соль». Сегнет не мог и подозревать о необыкновенной судьбе, которая ждет его новое лекарство.

Проводя опьггы над веществами, обладающими пьезоэлектрическими свойствами, Пьер Кюри нашел, что при равных условиях в кристалле сегнетовой соли возникает электрический заряд, превосходящий в 3 тыс. раз заряд в кристалле кварца. Был найден заменитель природного кварца. Но получить крупные кристаллы, необходимые для приборов, долго не удавалось.

• Незадолго до второй мировой войны в лаборатории американского ученого Сойера была, наконец, найдена методика изготовления крупных кристаллов сегнетовой соли. Эта методика стала фирменным секретом. Но уже в 1941 году Институт кристаллографии Академии наук СССР разработал отечественный способ получения кристаллов сегнетовой соли необходимой величины. Советским ученым Г. Ф. Добржанскому и Б. В. Витюовскому удалось создать технологию промышленного производства кристаллов сегнетовой соли, втрое сокращавшую время, необходимое для ее изготовления. Эти кристаллы получили самое широкое применение в телефонах, микрофонах, репродукторах, многочисленных контрольно-измерительных приборах. Они же позволили создать телефонную аппаратуру, действующую без источников питания. У пьеэокристаллов сегодняшнего дня области применения расширились: ультразвуковые приборы сейчас месят тесто на хлебозаводах, стирают белье, безболезненно лечат зубы.

Но, к сожалению, заменить кварц не всегда удается. Бее него немыслимы спектрографическая оптика, «кварцевое солнце» в медицине и современная астрофотография. Все это заставляет ученых вести кропотливые поиски способов создания искусственного кварца.

НА СТРАЖЕ МГНОВЕНИИ — ГОРНЫЙ ХРУСТАЛЬ, РОЖДЕННЫЙ В КОЛБЕ

В Институте кристаллографии Академии наук СССР советские специалисты Н. Н. Шефталь, а затем А. А. Штернберг и В. А. Бутузов разработали методику промышленного получения искусственного кварца. В Москве, неда- — Еще дм удара лено от 'шумной магистрали Ленинского проспекта, в Музее минералогии, среди сверкающего многоцветного великолепия лежат под стеклянной крышкой крупные скромные на вид прозрачные кристаллы. Это искусственный кварц — родной брат дорогого и редкого в природе горного хрусталя. Интересно, что частота пьезоэлектрических колебаний кварца практически не зависит от действия сил земного притяжения и обладает исключительным постоянством. Это позволило создать особые кварцевые часы невиданной точности. Погрешность их хода составит 1 сек. за 30 лет. Они могут быть не только эталоном времени, но и эталоном частоты колебаний. Дело в том, что еди

ница частоты — герц — производная от единицы времени — секунды. Поэтому переменный ток высокой частоты, стабилизированный пьезокварцем, может быть использован как образец постоянства частоты.

«МЕРЦАЮЩИЕ КРИСТАЛЛЫ» СЧИТАЮТ ЯДЕРНЫЕ ЧАСТИЦЫ

Уже в первых опытах по изучению радиоактивности потребовались способы наблюдения и регистрации невидимых заряженных частиц. В начале XX века англичанин Уильям Крукс обнаружил, что кристаллы сернистого цинка мерцают под воздействием потока ядерных частиц. В наши дни создают искусственные кристаллы, обладаю-дцие люминесцентными свойствами и реагирующие на все виды радиоактивного излучения.

В небольшой лаборатории Института кристаллографии Академии наук СССР один из авторов методики получения люминесцентных кристаллов, Л. М. Беляев, показал нам, как их делают. В круглой печи вертикально вращается двустенная трубка-холодильник. На конце ее маленький кристаллик-затравка, опущенный в фарфоровый тигель. Здесь находится 'расплав йодистого натрия и активатора люминесценции — йодистого таллия.

Часовой механизм медленно вращает холодильник с затравкой. Постепенно на затравке нарастает большой люминесцентный кристалл. Затравка — это как бы эталон для других кристалликов, получающихся в медленно стынущем расплаве. Сейчас существуют целые заводы, выпускающие кристаллы подобным способом. А дальше из кристалла вырезают диски нужной толщины. Такой диск позволяет регистрировать даже ранее неуловимые гамма-лучи.

Тысячи лет знакомы кристаллы человеку. Но подлинно научное их познание началось именно сегодня.

КРИСТАЛЛЫ ЗАВОЕВЫВАЮТ ТЕХНИКУ

будущее открывает перед кристаллами включительно широкие перспективы. Уже получают путевку в жизнь новые преобразователи лучистой энергии солнца непосредственно в электрическую — фотоэлектрические генераторы. Кристаллическую германиевую пластину покрывают с одной стороны токопроводящим слоем. Кванты солнечного света, попадая сюда, заставляют электроны проводящего слоя перейти внутрь кристалла. Та его часть, откуда электроны ушли, приобретает положительный заряд. Противоположная — отрицательный. Набор таких пластин составляет солнечную батарею.

Но кристалл, электроны которого возбуждены источником света, и сам может служить генератором энергии. В 1951 году группа московских ученых — В. А. Фабрикант, М. М. Вудниский, Р. А. Бу-баева — применила чудесные свойства рубина в так называемом — и чайник закипит! оптическом усилителе излучения.

С помощью этого кристалла был создан прибор, излучающий свет строго постоянной длины волны исключительно высокой мощности (см. «Техника — молодежи» № 9 за 1961 год). По данным зарубежной печати, такие усилители сделают возможной оптическую передачу межпланетных теле» грамм, и не исключено, что излучаемый рубином световой поток создаст реактивную тягу фотонной ракеты. Ему найдется работа и на Земле: тепловая энергия такого потока позволит на расстоянии производить сварку и резку металла и — кто знает? — возможно, сделает реальной идею, высказанную героем научно-фантастического романа А. Толстого «Гиперболоид инженера Гарина».