Техника - молодёжи 1971-12, страница 20

Независимо от Берлинера и не зная о его работах, 19 августа 1879 года подал свою заявку на микрофон с угольным порошком и регулировкой громкости сигнала студент Петербургского института путей сообщения М. Махальский. Привилегия была выдана ему лишь в 1882 году. А три года спустя П. Голубицкий подал заявку на гребенчатый угольный микрофон, в котором сочетались угольные стержни и угольный порошок.

В 1877 году американцы К. Кутрис и Д. Рединг и немец В. Сименс изобрели динамический микрофон. По существу, они модернизировали электромагнитный передатчик Белла — Ватсона: катушку с магнита перенесли на мембрану. Однако создать конкурентоспособную модель удалось лишь в 1931 году Е. Венте и А. Торесу. С этого времени динамический микрофон, улучшаемый лишь в деталях, прочно вошел в практику любительской звукозаписи и радиовещания.

Своеобразным пределом развития динамического микрофона стал ленточный. В нем между полюсами магнита движется лента — одновременно и диафрагма и обмотка (точнее, один виток обмотки). Изобрели ленточный микрофон В. Шотки и В. Герлах в 1923 году, а в 1931 году его усовершенствовал X. Олсон.

Стремясь «сказать свое слово» в телефонии, американец А. Дольбир в 1880 году сконструировал конденсаторный микрофон. Через 36 лет все тот же Е. Венте сделал первую работоспособную модель.

Устроен этот микрофон просто: мембрана толщиной 10 : 20 микрон и параллельно ей расположенная на расстоянии 0,02 мм пластина образуют конденсатор, включенный в цепь постоянного тока. Движение мембраны изменяет емкость конденсатора — возникает переменный ток.

Однако техника 'XIX века не позволила сразу широко использовать электромагнитный, динамический и конденсаторный микрофоны: слишком неподходящи оказались они для телефонии, а другого приложения им в то время не нашли. Именно поэтому над всеми микрофонами доминировал угольный порошковый.

С позиций современной терминологии его следует называть поликонтактным микрофоном. В нем использован эффект изменения переходного сопротивления угольного порошка при вариации контактного давления.

Столь быстрая эволюция микрофона не была случайной. Проблема белловского передатчика взволновала и привлекла внимание лучших изобретателей мира, и результат не замедлил сказаться. Обратимся к свидетельству современников. Мало кому известно, что в 1880 году в Лондонском отделении телефонной компании Эдисона работал Бернард Шоу. Вот что он рассказывает о своих бывших сослуживцах: «Каждый из них претендовал на собственное усовершенствование телефона: обычно речь шла о новой системе передатчика». Это замечание в какой-то степени можно распространить на всех инженеров-элект

риков того времени. Включение в цепь микрофона индукционной катушки (согласующего трансформатора), предложенное Эдисоном, позволило значительно увеличить дальность связи. Казалось бы, что еще можно придумать — микрофоны вполне удовлетворяли запросам практики. Но, к счастью, жизнь не стоит на месте. И в уже сложившуюся новую отрасль человеческой деятельности — телефонию — вдруг врывается новое изобретение, не имеющее на первый взгляд никакого отношения к технике.

ВНЛАД АТОМНИКОВ

В судьбах двух корифеев-атомников Кюри и Курчатова много общего. Пьер Кюри вместе с братом Жаком в 1880 году приступил к исследованию симметрии в кристаллах. Вскоре они открыли пьезоэффект, и Пьер смог сформулировать принцип симметрии. А ровно через 50 лет — в 1930 году Игорь Курчатов со своим братом Борисом (в сотрудничестве с П. Кобя-ко) провели дальнейшие исследования в этом направлении и обнаружили сегнето-электрический эффект, дополняющий пьезоэлектрический. Новое явление было названо в честь сегнетовой соли.

Вот что выяснилось: если механически воздействовать на «сегнетоэлектрик» вдоль некоторых его геометрических осей, то электрические заряды возникают в строго определенных точках кристалла. Именно эту сторону нового явления и использовали инженеры. Кристаллик сегнетовой соли стал сердцем пьезоэлектрических микрофона и наушника. (В последнем приборе используется обратный процесс — деформация кристалла от протекающего через него тока.) Первый микрофон такого типа сконструировал и испытал А. Никольсон еще в 1919 году. Однако применять этот прибор начали лишь с 1931 года, когда К. Сойер изготовил более работоспособную модель (мембрана давила на элемент, состоящий из двух пластин сегнетовой соли с противоположной поляризацией).

Пьезомикрофон оказался достаточно чувствительным, малогабаритным и дешевым. Правда, из-за того, что ток, протекающий через него, весьма мал, для нормальной работы прибора нужен усилитель на электронных лампах. Однако этот недостаток не так уж страшен, и, если бы понадобилось, инженеры наверняка нашли бы способ, как увязать пьезомикрофон с современными средствами связи. Главный минус — физическая непрочность прибора. Кристаллы сегнетовой соли гигроскопичны (жадно впитывают влагу), очень чувствительны к изменению температуры (не переносят тепла больше +25° С) и чрезвычайно хрупки. Уже первый опыт эксплуатации пьезо-микрофонов показал, что в бытовых непритязательных условиях им не «выжить».

Инженеры попытались было спасти пье-зомикрофоны, заменив сегнетовую соль титанатом бария. Увы, хотя температурная стабильность прибора возросла, зато чувствительность стала ниже. Нет, конкуриро-

ВРЕМЯ ИСКАТЬ

1. БОГИ В КАРАУЛЕ

Зевс-Ахурамазда возглавляет целый взвод богов, выстроившихся вокруг горы Немруд-Даг, где царь Антиох (I в. до н. э.) повелел спрятать свои сокровища. Изобретательность царя поразительна. По его указанию верхнюю часть горы обтесали почти на конус, а снятый материал 50-метровой грудой уложили на верхней маленькой площадке. Уже 2000 лет камни каким-то чудом сохраняют неустойчивое равновесие. Где-то в недрах горы спрятаны и гробница, и сокровища хитроумного царя. Но они недоступны для исследователей. Вход тщательно замаскирован камнями, а попытки найти его грозят неминуемым обвалом каменных глыб.

2. А ВЫ КРИСТАЛЛ ВЗРАСТИТЬ МОГЛИ БЫ?

Профессиональное умение нередко граничит с искусством. Такова, например, работа стеклодува. Не меньшей изощренности требует и выращивание кристаллов. Самый крупный в мире монокристалл — он выращен в Харькове украинскими физиками — по форме напоминает колесо гигантского самосвала.

3. МАГНИТНЫЕ ПРОРОЧЕСТВА

Сорок лет назад французский физик Луи Неель предсказал существование антиферромагнетиков — материалов с необычными магнитными свойствами. Предсказания подтвердились лишь через 15 лет после опубликования работы Нееля. Французский ученый объяснил и многие свойства окислов железа — ферритов. Из них ныне делают крошечные элементы памяти вычислительных машин; один такой элемент в увеличенном виде представлен на

2-й странице обложки. Рядом в кружке — кусочек «тканой памяти» современной ЭВМ (множество ферри-товых сердечников с внутренним диаметром 0,5 мм выглядят примерно так же, как ковровый узор).

Луи Неель — иностранный член АН СССР. В 1970 году ему присуждена Нобелевская премия по физике.

ВРЕМЯ ИСКАТЬ

18