Техника - молодёжи 1982-06, страница 43

Как известно, металл непроницаем для электромагнитных волн.

Впервые это свойство было предугадано еще М. Фарадеем, проводившим свои знаменитые опыты с электричеством. Эта особенность металла широко используется в конструкциях многих приборов, аппаратов, машин — от антенн радиопередатчиков до металлических экранов.

Но вот совсем недавно молодой московский физик Владимир Копылов доказал своими опытами, что в природе существуют радиоволны, пронизывающие — притом на значительную глубину — толщу металла!

Наш корреспондент посетил лабораторию, в которой работает В. Копылов, и вот что он там узнал.

ВОЛНЫ В МЕТАЛЛЕ?..

НИКОЛАИ ГЛУЩЕНКО, наш спец. корр. Фото Петра Чевельчи

Матово поблескивают стенки большого металлического цилиндра. В сердцевине этого многослойного сосуда, наполненного жидким гелием, помещен охваченный космической стынью монокристалл висмута. Когда через образец начинают пропускать постоянный ток, охлажденный металл вдруг излучает... радиоволны. Об этом свидетельствуют эллипсы и синусоиды, пляшущие на экранах осциллографов.

— Вы наблюдаете новое явление, названное гальваномагнитной неустойчивостью металлов, — говорит научный сотрудник Института физики твердого тела Академии наук СССР Владимир Копылов. За работу по обнаружению нового вида электромагнитных волн в металлах он удостоен премии Ленинского комсомола 1981 года.

...Когда-то воронежского школьника Володю Копылова очень занимал вопрос: почему сверкает солнечный зайчик? Шло время. Володя получал призы областных физических и всесоюзной математической олимпиад, блестяще окончил Московский физико-технический институт, защитил диссертацию.

Молодому ученому было 27 лет, когда под руководством заведующего лабораторией Института физики твердого тела АН СССР Е. П. Вольского он занялся проблемой гипотетических термомагнитных волн. Это было, по сути, воз

вращением к тому же «детскому» вопросу: почему блестит зеркало? Только немного переиначенному: почему сверкает полированный металл?

Итак, что происходит с металлом, на поверхность которого падает световой поток?

Как известно, первыми со световыми волнами взаимодействуют электроны: они принимают на себя «удары» фотонов. От этого вместе с атомами из поверхностного слоя металла они начинают активно колебаться. Энергия света переходит в тепло, а частично отражается. Так создается «зеркальный эффект».

Фотоны проскакивают в металл на глубину нескольких атомных слоев. Иное дело более «юркие» рентгеновские лучи. Обладая гораздо большей энергией, они могут проходить даже значительные толщи металла. На использовании этого свойства основаны современные рентгеноскопические методы исследования структуры металла, контроль качества электросварки и т. д. Что касается « неповоротливых» волн радиодиапазона, энергия которых на несколько порядков меньше, чем у волн световых, они, казалось, никак не могут внедриться в глубины мельтешащего электронного скопища.

Теоретики, однако, предсказывали: при некоторых условиях низкочастотные электромагнитные волны могут проходить и через массив

ные металлические тела. Чтобы добиться этого, можно, например, попытаться «подавить» тепловое движение атомов, мешающих проникновению электромагнитных волн. Но первые попытки не удались: из-за недостаточной чистоты металла дефекты кристаллической решетки образца, погружаемого в жидкий гелий, тормозили радиоволны. Дальнейшие эксперименты ставились на металлических образцах сверхвысокой частоты, представляющих собой цельные монокристаллы.

Владимиру Копылову и его коллегам, разумеется, было хорошо из1* !Стно, что прохождение электро-маглитных волн низкой частоты че&13 металл в сильном магнитном поле впервые было зафиксировано еще в 1962 году. Такие волны — «геликоны», имеющие «винтовую» структуру, наблюдались и раньше в -плазме ионосферы. Их порождают разряды молнии — сильные постоянные токи в атмосфере. Эти токи, пересекая силовые линии магнитного поля Земли, становятся источниками радиоволн, которые можно услышать в наушниках в виде тресков и свистов.

Но ученым предстояло выяснить, могут ли электромагнитные волны проходить через металл в отсутствие магнитного поля? Ну, скажем, под влиянием температурного дрейфа свободных носителей заряда, то есть своего рода плазменно

40