Електронни парадокси
Има много утвърдени понятия, които са станали толкова познати, че изобщо не се поставят под въпрос. Всеки читател знае или поне е чувал, че електронът има отрицателен заряд. Тази информация е само една от толкова утвърдените концепции, които изглеждат непоклатими. Затова бих искал да насоча вниманието на читателите към парадоксите, които съпътстват съществуването и значението на електрона. Имам своя собствена версия на отговора на въпросите, които ще бъдат формулирани тук. Бих искал обаче читателите сами да обмислят тези парадокси и да се опитат да дадат своя отговор. Поради тази причина в тази статия няма да давам отговори или да давам намеци за тези въпроси.
Сега ще се обърнем към един кратък поглед към едно от най-епохалните изобретения на човечеството - радиотръбата, която американският изобретател Едисон е изобретил сравнително случайно. Искаше да разследва работата на електрическа лампа и спояваше парче метал в нея. Невероятно нещо веднага стана ясно: чрез кухината между нишката (косата) и запоеното метално парче беше възможно да се пусне ток. И след това стана ясно второто нещо, още по-неочаквано: токът можеше да бъде изпратен само в една посока, само когато плюсът беше приложен към запечатаното парче, а минусът беше приложен към нишката. Когато се включи отново, нищо не се случи. Почти целият въздух от електрическата лампа е изпомпан; лампата е почти празна. Как празнотата може да провежда ток и защо го води само в една посока?
Скоро беше намерена версия на отговора на тези въпроси: тя нямаше нищо общо с празнотата. Когато лампата беше угасена (нажежаемата жичка беше изключена), токът, течащ между нажежаемата жичка и металното парче, веднага спря. Стана очевидно, че следата за това странно явление се крие във филамента. Оказа се, че когато нишката се нагрее, най-малките частици - „електрони“, излитат от нея в кухината, като рояк пчели. Тези електрони винаги са отрицателно заредени.
Тук започва забавлението. След това изложих версията, представена във всеки учебник за електровакуумни устройства.
Докато положително напрежение не бъде приложено върху парче метал, електроните се „тълпят“ около нишката. Ако обаче на парче метал, запоено в лампата, се даде положителен потенциал, те ще летят до него по абсолютно същия начин, както парчета хартия летят към гребен, втрит в косата. Пристигайки при него, те ще унищожат положителното електричество върху това парче метал с техния отрицателен заряд и затова се изискват все повече и повече зареждания от батерията.
Това означава, че постоянният ток ще тече през веригата на акумулатора през видимата празнота на лампата. Ако металната част има отрицателен потенциал, тогава нищо няма да се случи. Той не само няма да привлече отрицателно заредени електрони, но, напротив, ще ги отблъсне. Никой мост между него и нажежаемата жичка няма да работи и токът не може да тече през лампата.
Феноменът получи името „Едисонов ефект“ и парче метал, запоено в лампата, се нарича „анод“, но това беше всичко засега, тъй като не можаха да намерят практическо приложение за лампа с анод. Радиото се появи много години по-късно. Когато го създаваха, те не веднага си спомниха лампата Edison, но когато го направиха, го използваха вместо кристален детектор. Лампата редовно пропускаше ток само в една посока, но не беше по-добра от най-простия кристал. Следователно тя не се радваше на голям успех.
Всичко се промени благодарение на работата на друг американец - Флеминг. Той въведе „решетка“ между анода и нажежаемата жичка и веднага революционизира радиотехниката. Лампата му позволяваше да слушате радиото на големи разстояния и на всяка сила на звука. Лампата му беше същата радиолампа, която е в нашите лампови приемници. Вземете го в ръцете си и погледнете. Тук е нишката. Около него има решетка (спирала от тънка тел), а около решетката има метален цилиндър - анод. От краищата на нишката има два проводника, от решетката и анода - по един. Всички тези четири проводника се извеждат до краката в основата на радиотръбата. Кракът, на който е свързан анодът, е отстъпен малко назад. Това се прави, за да не може лампата да бъде неправилно поставена в гнездото.
Флеминг действа съвсем съзнателно при създаването на радиолампата. Колкото по-далеч е приетата станция, толкова по-слаб е нейният сигнал и по-малко люлеене на променливия ток в приемната антена. Когато са твърде малки, детекторът изобщо няма да ги приеме. Какво трябва да се направи, за да се увеличи обхватът на приемане? Очевидно е необходимо да се усилят трептенията на високочестотния ток, идващ от антената. Какво трябва да се направи, за да се увеличи силата на звука на приемника? Разбира се, усилете колебанията в звуковия ток след детектора. Откъде можем да вземем тази липсваща мощност за трептенията? От батерията, захранваща анода на лампата. И как да го направя? Много просто.