Электродинамика на крыше

Леонид Ашкинази, канд. физ.-мат. наук, преп. физики ФМШ МИЭМ

Леонид Ашкинази, канд. физ. -мат. наук, преп. физики ФМШ МИЭМ

Статья посвящается памяти радиоинженера Александра Пистолькорса (1896–1996). Сначала немножко о нем. Прошел путь от лаборанта до профессора и членкора. Предложил и развил ряд фундаментальных методов теории антенн, в том числе метод наведенных ЭДС, разработал теорию двухпроводных несимметричных линий и расчета антенн по заданной диаграмме направленности, принцип двойственности и теорию щелевых антенн. Предложил ряд новых типов антенн, в том числе согнутый вибратор (получивший название петлевой вибратор, или шлейф-вибратор Пистолькорса), широко применяемый в телевизионных приемных антеннах. Автор работ в других областях радиотехники. Офицер, да еще из дворян… сильно же ему повезло — выжить. И радиотехнике с ним сильно повезло, вот список его работ: [1].

А теперь о радиотехнике. Как-то раз я сказал студентам: «Как вы думаете, каково это — ходить по городу и на каждой крыше видеть то, что ты когда-то придумал?» Они призадумались.

Не сильно греша против истины, про любую вещь можно сказать: это физика. Но чаще всего мы не видим признаков тех наук, которые стали основой процесса создания или процесса функционирования очередного гаджета. Как выразился Артур Кларк, всякая продвинутая технология неотличима от магии. Иногда это происходит потому, что внешний вид привычен и обыден, а что внутри коробки на колесах — вся цивилизация, от компьютеров до колонны крекинга, об этом мы не задумываемся. Коробочка и коробочка, спереди экран, сбоку кнопочка, снизу дырочка для наушников. Помните анекдот середины века, оказавшийся пророческим: «Я про телевизор всё понял, только вот как туда этих маленьких человечков засунули?» Что же касается высказывания Кларка, то эффект действительно имеет место — это следствие недостатка нашего образования, отсутствия интереса; всё это зависит от школы. А физика, которая на крыше, видна нам ежедневно, и, за редкими исключениями, мы видим антенны as is, как они есть, и мы немедленно понимаем — за их формами и размерами что-то есть, они не случайно такие. В памяти всплывает на 90% забытое школьное: «электромагнитная волна», картинка с двумя извивающимися змеями и что-то про когерер.

А теперь — смотрим на крышу. Там у нас есть электромагнитная волна — это определенным образом связанные переменное электрическое и магнитное поле. Поэтому приемные устройства могут быть трех типов — предназначенные для реакции на электрическое поле, на магнитное поле и на переносимую полем энергию (на самом деле на энергию реагируют все!). Радиотехника пошла по первым двум путям, природа — почти исключительно по третьему. Фотосинтез, вообще все фотохимические реакции, тепловой приемник некоторых змей, комаров, клопов и клещей — это реакция на энергию. Есть исключения — некоторые насекомые, птицы, ракообразные и головоногие реагируют на поляризацию излучения, то есть именно на электрическую компоненту. Может это делать — после некоторой тренировки — и человек (в Интернете спросить «щетки Гайдингера»). Кстати, продвижение в область коротких волн привело к тому, что совсем недавно создана была антенна для приема света — не фотохимическим методом, а электрическим в чистом виде. Для этого потребовалось сделать антенну — а вы как думали? — из нанотрубок. Первое сообщение об этом было в 2004 году, второе — в 2015-м (спросите Google или Bing — «антенна для видимого света»).

Конечно, электромагнитные волны есть не только на крыше, но на крыше мы видим то, что явно говорит об их наличии, — антенны. Реагирующие на магнитную компоненту — это простые рамки, лучше всего принимающие сигнал, приходящий перпендикулярно плоскости (1), и комбинированные, чтобы переключать диаграмму направленности (2), в том числе и самодельные — из жестких дисков от ЕС ЭВМ (3), в том числе двойные (4).

Теперь посмотрим на антенны, предназначенные для реакции на электрическое поле. Это вертикальный штырь с противовесом и без оного (5) и диполи — горизонтальный (6, 7), вертикальный (8, 9) и для приема обеих поляризаций (10), в том числе прелестные самоделки, обычные (11) и укороченные (12, 13), в том числе для обеих поляризаций (14). А вот могучий несколькометровый диполь (15), который всё время быстро вращается, чтобы осматривать диаграммой направленности все азимуты, — видите, концы горизонтального корпуса размазаны (обычно мы его видим примерно вот таким — 16). Существенно можно увидеть рупорную антенну (17, 18). А на некоторых крышах, которые стоят нерушимо и поэтому едут вместе с почвой, целые коллекции (19, 20, 21).

Леонид Ашкинази
Фото автора

1. www.computer-museum.ru/connect/pistolko.htm

2. www.flamber.ru/1219752725/photos/albums/1294326423/

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи

 
 

Метки: , , , , , , , , , ,

 

Один комментарий

  • Сергей:

    Про антенну для видимого света писал «Наука и жизнь» в рубрике БИНТИ сильно задолго до 2004 г. Лет этак за двадцать до того. С микрофотографией этого самого устройства.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Недопустимы спам, оскорбления. Желательно подписываться реальным именем. Аватары - через gravatar.com