Но сигналы нужно сделать ещё слышимыми. Это делают приборы — «детекторы», т. е. обнаружители. Все детекторы, несмотря на разнообразие их типов, выполняют одну и ту же роль — они превращают ритмичные изменения тока, т. е. чередующиеся возрастания и убывания его, в «толчки» тока одного направления — в пульсирующий ток. Этот ток поступает в катушку телефона, имеющегося в приёмнике. Толчки тока воздействуют на мембрану телефона; мембрана смещается, и в телефоне слышен щелчок — признак приёма сигнала.

Роль детектора успешно выполняется электронной лампой, похожей на ту лампу, которая используется для создания электромагнитных колебаний.

5. ТЕЛЕФОН БЕЗ ПРОВОДОВ

Если бы силу (размах) электромагнитных колебаний в радиопередатчике можно было изменять по своему желанию, то соответственным образом менялась бы и сила принимаемого сигнала. Но тогда на мембрану телефона в приёмнике действовали бы уже не постоянные по величине силы, она прогибалась бы различно, и, следовательно, создавала бы различные звуки.

Но как можно воздействовать на размах электромагнитных колебаний радиопередатчика?

Вспомните, что работа лампового источника электромагнитных колебаний зависит от величины быстро меняющихся электрических сил, возникающих на сетке его лампы. Поэтому можно ожидать, что если удастся создать на сетке электронной лампы добавочные электрические силы, меняющиеся сравнительно медленно, с частотой звуковых колебаний, то цель будет достигнута — размах колебаний будет изменяться нужным для нас образом.

Получение электрических токов, меняющихся при изменении какого-либо звука, осуществляется при помощи так называемых «микрофонов». Простейшим и широко распространённым является угольный микрофон. Основная часть его — угольная пластинка — мембрана. Эта пластинка касается слоя угольного порошка и более или менее сильно давит на него (в зависимости от её прогиба под влиянием звуковых волн). Чем сильнее сжимается порошок, тем большей силы ток через него протекает. Уменьшается сжатие — уменьшается сила тока. А изменения сжатия порошка мембраной зависят от звука, произносимого перед микрофоном. Таким образом, когда перед микрофоном произносятся какие-либо звуки, сила протекающего в нём тока постоянно меняется. Это изменение электрических сил вызывает изменение магнитных сил; последние, в свою очередь, сопровождаются изменением тех электрических сил, которые передаются на сетку лампы источника электромагнитных колебаний. Благодаря этому размах колебаний, создаваемых источником, не остаётся всё время постоянным — он меняется в соответствии с изменением звука, произносимого перед микрофоном.

Допустим, что перед микрофоном играет оркестр, поёт артист или просто произносится речь. Тогда изменения электрических сил в микрофоне будут происходить в соответствии с изменениями характера звука. Воздействуя на сетку лампы радиопередатчика, эти электрические силы изменяют размах колебаний радиопередатчика, излучающего электромагнитные волны. Эти же изменения будут получаться и в контуре приёмника, и телефон приёмника воспроизведёт те звуки, которые звучали перед микрофоном передатчика.

Таким путём и осуществляется радиотелефония. Однако радиосигналы, принимаемые от отдалённых станций, оказываются очень слабыми, и телефон звучит чуть слышно.

Чтобы сделать эти сигналы более мощными, радиотехника применяет так называемые усилители, которые позволяют увеличить громкость звука в сотни тысяч раз! Важнейшей частью усилителя является опять же электронная лампа, подобная той, которая была рассмотрена при описании лампового источника электромагнитных колебаний (стр. 22).

Лампа может быть изготовлена так, что очень незначительные колебания электрических сил на сетке лампы будут сильно изменять ток, текущий через лампу. При этом в электрических контурах, присоединённых к лампе, получаются очень сильные колебания электрических сил, которые снова подаются на сетку следующей лампы, где они снова усиливаются. Повторяя усиление несколько раз, можно в конечном счёте получить весьма значительные по размаху токи, под действием которых будет сильно колебаться не только маленькая мембрана обычного телефона, но и способная совершать механические колебания подвижная система мощного громкоговорителя.

Звук, даваемый обычным телефоном, слабее звука, который может издать человек. Современные же большие громкоговорители способны создавать звуки настолько мощные, что нужно было бы заставить несколько миллионов человек кричать одновременно, чтобы получить такой же сильный звук!

Применение усилителей позволяет обнаруживать весьма слабые и незаметные явления. Так, помимо бесчисленных других применений, усилители применяются для выслушивания шумов, создающихся при биениях сердца, хрипов в лёгких и других звуков, представляющих интерес для врачей. Усилители дают возможность людям, страдающим частичной глухотой, слушать обычный разговор (он усиливается в небольшом аппарате, который глухой носит с собой). Физики смогли услышать шумы, которые получаются в железе при постепенном его намагничивании; для этого понадобилось усиление почти в миллион раз!

IV. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ЦЕЛЯХ СВЯЗИ

1. КАК ПЕРЕДАЮТ РАДИОГРАММЫ

Наиболее широкое применение электромагнитные волны нашли в области связи — радиотелеграфии и радиотелефонии. При радиотелеграфировании, как уже указывалось на стр. 24, передающая станция посылает в пространство серии длительных и коротких сигналов постоянной силы. Различные комбинации этих длинных и коротких сигналов (чёрточек и точек), как и в обычном телеграфировании по проводам, обозначают различные буквы алфавита (по азбуке Морзе). Так, буква а условно изображается точкой и чертой, т. е. одним коротким и одним длинным сигналами, буква н — чертой и точкой, цифра 7 — двумя чертами и тремя точками, и т. д. Слово «радио», записанное по азбуке Морзе, выглядит так, как показано на рис. 2.

B небольших радиопередатчиках передача телеграфных сигналов производится вручную: радиотелеграфист передаёт радиосигналы посредством телеграфного ключа нажимая и отжимая его головку (рис. 12). Скорость такой передачи невелика — несколько десятков букв в минуту.

Приём таких радиосигналов производится человеком на слух. Радиотелеграфист приёмной станции, слушая длинные и короткие звуки, которые создаются при приёме, соображает — каким буквам соответствуют комбинации принимаемых звуков, и записывает эти буквы на бумагу.

В крупных радиостанциях передача телеграфных сигналов производится автоматически специальными быстродействующими приспособлениями; они позволяют передавать более 300 слов в минуту. При такой быстрой передаче радиотелеграфный приём обычным способом — на слух, конечно, невозможен, так как человек не в состоянии принять за одну минуту такое большое число сигналов. Поэтому приёмные устройства мощных радиотелеграфных станций снабжаются быстродействующими приёмными аппаратами — автоматами, которые прямо печатают на телеграфной ленте текст принимаемой радиограммы.

2. РАДИОВЕЩАНИЕ

После изобретения электронной лампы оказалось возможным осуществить и радиотелефонную связь, т. е. передачу не условных сигналов, как в случае радио — телеграфирования, а самих звуков — слов, музыки и пр. Об этом подробно было рассказано на стр. 27.

Так как передающая радиостанция может излучать электромагнитные волны одновременно и с одинаковой силой по всем направлениям вдоль земной поверхности, то эти сигналы воспринимаются сразу сотнями тысяч радиослушателей.