SU44031A1 - Способ регистрации электрических колебаний ультравысокой частоты - Google Patents

Description

Предлагаемый способ регистрации электрических колебаний ультра-высокой частоты основан на применении  влени , которое обычно  вл етс  весьма непри тным и вредным, а именно коррозии металлов, котора , согласно изобретению , используетс  дл  обнаружени  присутстви  герцевых волн и фиксации мест их прохождени .

На чертеже фиг. 1 и 2 по сн ют использование  влени  коррозии дл  регистрации электрических колебаний; фиг. 3 изображает схему когерера; фиг. 4-использование когерера в виде элемента Вольта; фиг. 5-когерер с вспомогательными электродами; фиг. 6-фотографирование вибратора Герца.

Одним из факторов, вызывающих коррозию металлов,  вл етс  образование гальванических пар на металле, соприкасающемс  с водой. Те части металла , которые имеют различную химическую природу, имеют различные потенциалы и потому служат местом образовани  гальванических элементов; в результате получаетс  разложение воды и выделение веществ, разрушающих металл.

Два куска металла, например кусок меди и кусок железа, положенные на влажную бумагу, будут в известной мере подвергатьс  коррозии. Если же эти металлы соединить металлической проволокой (фиг. 1), то химический процесс пойдет значительно быстрее и под железной пластинкой быстро по витс  ржавчина.

Соединение при помощи проволоки может быть заменено непосредственным достаточно плотным соприкосновением металлов. Если же контакт недостаточен , то его можно усилить, пропуска  искровый электрический разр д. В случае слабого соприкосновени  металлов разложени  не будет, но коль скоро на них будет действовать электрическа  волна, произойдет наведение электрических колебаний и пробивание того тонкого сло  окислов или загр знени , который преп тствовал прохождению тока. Вслед за этим по вл ютс  ток, окисление и ржавчина.

Таким образом, описанное элементарное устройство, которое, с одной стороны , восходит к временам гальванического элемента Вольта, а с другой стороны , использует когерерный эффект и  влени  коррозии, позвол ет обнаруживать присутствие электрических волн весьма простым способом, не прибега  к каким-либо особо чувствительным приборам , а пользу сь лищь комбинацией различных металлов.

Опыты, поставленные таким образомне отличаютс , конечно, больщой быстротой выполнени , потому что наступление коррозии и по вление ржавчины требует времени.

Реакци  протекает гораздо быстрее, если применить специальный химический индикатор.

Дл  этого пропитывают бумагу сначала раствором фенолфталеина, а потом раствором нейтральной соли, например, сернокислого натри . На влажную бумагу кладутс  два шарика-медный и цинковый, которые друг с другом соприкасаютс  (фиг. 2). Если такого соприкосновени  недостаточно дл  того, чтобы возникнул ток, то устройство представл ет собою незамкнутый элемент Вольта . Пока волн нет, никаких изменений не происходит. Когда же на шарики упадут герцевы волны, произойдет замыкание металлов и установитс  ток, который потечет от меди к цинку по металлу и от цинка к меди нутри бумаги . При прохождении тока йолучаетс  разложение соли, вследствие чего у меди по вл етс  щелочна  реакци  и фенолфталеин принимает красную окраску.

Хот  такой способ применени  двух шариков и дает результаты, н.э гораздо проще и лучше это достигаетс  при помощи известной трубки Бранли, которой раньше в течение р да лет пользовались в беспроволочной телеграфии. Это маленька  стекл нна  трубочка, наполненна  металлическим порошком, например , опилками, закрыта  с двух сторон, как поршн ми, двум  электродами, включенными в цепь из элемента и гальванометра О (фиг. 3). Пока электрических колебаний нет, ток сквозь эту трубку не проходит, так как опилки представл ют большое сопротивление, но когда на трубку падают электрические волны, происходит пробивание оксидных пленок , мешавших прохождению тока, устанавливаетс  контакт, сопротивление цепи уменьшаетс  и гальванометр G показывает наличие тока.

То, что здесь достигаетс  при помощи элемента, гальванометра и системы проводов, может быть достигнуто при помощи простого сочетани  отдельных проводников: металлов, металлического порошка и электролита.

На фиг. 4 показана влажна  бумага, на которой лежит трубка Бранли, у которой один электрод сделан из меди.

а другой - из цинка; при по влении электрических колебаний устанавливаетс  контакт и на бумаге по вл етс  красное п тно.

Однако, электродвижуща  сила, котора  здесь возникает, слаба. Можно вз ть трубку с одинаковыми электродами и через бумагу пропускать ток от некоторой вспомогательной батареи при помощи двух пластинок, положенных на кра  бумаги (фиг. 5). Когда ток идет по бумаге и в когерере устанавливаетс  контакт под действием волн, то вследствие большей проводимости трубки ток проходит через нее и на одном электроде обнаруживаетс  разлолчение, которое дает красное п тно.

Такого рода трубочки изготовл ют размером в 1 см. Если вз ть р д таких трубочек, то п тна обнаружатс  везде, где попадут волны,

Как видно из изложенного, этот способ представл ет собой как бы фотографию , примененную в области герцевых волн.

На фиг. 6 показано фотографирование вибратора Герца. В центре кривизны вогнутого зеркала М укреплен вибратор V, волны которого концентрируютс  в точке D чувствительной электрохимической пластинки Р, помещенной р дом.

Описанный выше детектор, раз возбужденный электрическими волнами, делаетс  проводником и потому остаетс  невосприимчивым. Дл  последующего воспри ти  волн ему нужно потер ть свою проводимость. Обычно это достигаетс  встр хиванием, а в данном, случае тем, что трубочку катают по пластинке; при этом она проходит через все точки бумаги и фиксирует колебани  там, где они имеютс .

Таким образом, име  даже сравнительно небольшое число чувствительных зерен, разложенных на пластинке, можно сделать большее число опытов и получить п тна в разных точках пластинки .

Техническое применение предлагаемого способа следующее. Рентгеновы лучи представл ют собою могущественное средство видеть и фотографировать внутренность непрозрачных тел, дава  возможность различать части разной

плотности. Однако нужна  дл  них аппаратура очень ценна, хрупка и сложна, требует специально подготовленных людей дл  ее использовани . В р де случаев дл  просвечивани  могут найти применение герцевы электромагнитные волны малой длины пор дка немногих сантиметров. Они могут служить дл  нахождени  в изол торах различных пороков , дл  обнаруживани  в них тел, отличающихс  по своим электрическим свойствам, например, кусков металла, вод ных включений, пустот и т. п., если только эти объекты достаточно велики, чтобы сантиметровые волны могли дать от них тень. Обычно дл  воспри ти  невидимых глазом рентгеновых и герцевых лучей примен ютс  весьма сложные приемы. Дл  рентгеновых лучей служат фотографические пластинки или флуоресцирующие экраны с неизбежной темной комнатой, а дл  регистрации герцевых лучей-термоэлементы и кристаллические детекторы, св занные проводами с гальванометром , телефоном и другими сложными и деликатными приборами, требующими вследствие своей „антенности специальной защиты от различных помех.

Допустим, требуетс  узнать, нет ли внутри парафинового цилиндра пустоты или полости, содержащей воду. При исследовании рентгеновскими лучами вода не даст заметной тени, но при исследовании герцевыми лучами она даст тень, потому что электрические свойства воды сильно разн тс  от электрических свойств парафина.

Предлагаемый способ позвол ет говорить о нахождении дефектов в диэлектриках , каковы карболитовые, эбонитовые , резиновые и фарфоровые издели , отливки парафина, об обнаружении металлических тел в сухом дереве или в зерне, слоев воды в бочках с маслом и т. п.

Описанный метод только недавно найден и пока показана его применимость в лаборатории. При условии дальнейшей разработки он может найти приложение прежде всего там, где не могут примен тьс  рентгеновы лучи, например.

дл  открыти  воды в керосине, смолах, компаунде и пр.

Нужные дл  осуществлени  этого способа источники электрической энергии крайне просты: индукционна  катушка с напр жением в 2-3 дес тка киловольт и посто нный ток в несколько сотых ампера при напр жении в 30- 50 вольт. Все операции производ тс  на свету и не требуют темной комнаты.

В практике исследовательских лабораторий предлагаемый способ может найти самое разнообразнее применение в области как длинных, так и очень коротких волн. Этим способом возможно исследовать  влени  дифракции герцевых волн при прохождении их около различных тел, что может послужить к рещению вопросов распределени  высокочастотных полей и лучей в радиотехнике , в вопросах применени  ультракоротких волн в медицине при изучении проникани  полей метровых волн в человеческий организм и т. д.

Он  вл етс  единственным средством графического воспроизведени  центров электромагнитного излучени  в сложных колебательных системах, так сказать средством воспри ти  источников вектора Пойнтинга.

Предмет изобретени .

Способ регистрации электрических колебаний ультра-высокой частоты при помощи воспринимающих электрические волны приспособлений, выполненных, например, по типу когереров, отличающийс  тем, что большое количество указанных когереров располагают в определенном пор дке на близком рассто нии друг от друга на поверхности листа бумаги, пропитанной разлагающимис  под действием тока веществами, таким образом, чтобы концы электродов когереров касались бумаги, с целью получени  на бумаге картины распределени  электрических волн по расположению окрашенных п тен, соответствующих местам соприкосновени  электродов с поверхностью бумаги.

к авторскому свидетельству В. К. Аркадьева

№ 44031

Фиг. 2

+ (л Yz/) Фиг .З

f

Фиг 4

Си Zn

ФигБ

Фиг. 5