Юный техник 1960-05, страница 56

при температуре на 4' выше абсолютного нуля) на том же сопротивлении 100 тыс ом выбросы напряжения уменьшатся до '/г миллионной доли вольта.

Таким образом, приемнику приходится усиливать не только слабые, приходящие от далекой радиостанции сигналы, но и выбросы напряжения на проводниках в приемнике, связанные с тепловым движением электронов. И если сигнал меньше, чем величина этих выбросов, или, как их называют, «шумов», то его различить нельзя. Но это не все. Еще больше сопротивлений в приемнике «шумят» (в тысячу раз!) радиолампы. Ведь в радиолампах есть раскаленный до 700—1000' катод, испускающий электроны У этих электронов разброс тепловых скоростей еще больше. Как заставить радиолампы не шуметь? Попробуйте увеличить до предела громкость приемника, когда он не настроен ни на какую станцию. Вы услышите «электронный шум» в виде глухого шипения. Заморозить катод нельзя, ведь тогда прекратится эмиссия электронов. Чтобы избавиться от радиоламп, точнее — от их неприятных шумовых свойств, и понизить температуру всех входных цепей приемника, ученые создали усилители, добавляющие «от себя» «шума» значительно меньше, чем «шумят» сопротивления.

Если электрон, вращающийся по одной из орбит, слегка подтолкнуть извне, например толчком соседнего атома, или электрона, или слабой внешней электромагнитной волной, то электрон может перескочить с верхней орбиты на одну из нижних, тоже устойчивых орбит. Сильные внешние толчки перебрасывают электрон с нижней на верхнюю орбиту. При пере ходе «сверху вниз» произойдет отдача кванта электромагнитного излучения. Причем расстояние между орбитами точно определяет длину волны излучения. Чем меньше это расстояние, тем длиннее волна.

Оказывается, что если облучать большое число атомов слабой электромагнитной волной, то электроны будут большими партиями переходить с верхних орбит на нижние в том случае, если длина внешней электромагнитной волны совпадает с длиной волны, которую излучают атомы.

Вот это-то явление и можно использовать для создания нового типа усилителя. Принцип его работы прост. Слабая электромагнитная волна, то есть волна, состоящая из малого числа квантов, облучает вещество, в котором на верхних орбитах находится много электронов. Электромагнитная волна сбрасывает электроны с верхней орбиты на нижнюю. При этом излучаются добавочные порции электромагнитной энергии: мощность сигналов увеличивается. Это усиление будет только в том случае, если длина приходящей электромагнитной волны окажется близкой к длине волны, соответствующей переходу между какими-нибудь двумя орбитами.

КАК ИЗЛУЧАЕТ АТОМ

КВАНТОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ