Всякий радиолюбитель, слушавший хотя бы один раз радиопередачу на своем приемнике, знает, какое значение имеет в радиоприеме детектор. Плохой детектор (с малым числом чувствительных точек или со слабой чувствительностью) — при радиоприеме — сплошное мучение. Между тем любителю, особенно провинциальному, сплошь да рядом не приходится даже мечтать о хорошем кристалле для детектора, — ему лишь бы достать хоть какой-нибудь. К сведению таких любителей: заостренный графит (лучше всего от карандаша №3), опирающийся на поверхность ножика от безопасной бритвы "Жилет" (или на полированную поверхность любого куска стали) может служить детектором; правда, это детектор неважный — но зато доступный всякому.
Всякий детектор, как известно, состоит из пары разнородных кристаллов или из кристалла и проволочки, которые слегка прикасаются друг к другу или, как говорят, образуют слабый электрический контакт (соединение, касание). Действие детектора основано на свойстве детектирующего контакта выпрямлять электрический ток: переменный ток может пройти через такой контакт только в одном направлении (скажем, от проволочки к кристаллу): в обратном направлении он пройти не в состоянии. Так как далеко не все точки поверхности кристалла обладают этим выпрямляющим свойством, то правильно устроенный детектор должен иметь такое устройство, которое позволяет менять точку касания и степень нажатия проволочки на кристалл.
Прежде всего, любителю будет полезно принять к сведению, какие вещества могут образовать детекторную пару. Вот список применяемых пар:
| Галенит | — | графит |
| — | сталь | |
| — | теллур | |
| — | сталь | |
| — | медь | |
| — | золото | |
| — | халькопирит | |
| — | медь (латунь) | |
| — | теллур | |
| — | сталь | |
| — | алюминий | |
| — | золото | |
| — | теллур | |
| — | цинкит | |
| — | сталь | |
| — | латунь | |
| — | пирит | |
| — | серебро | |
| — | медь | |
| — | теллур | |
| — | сурьма | |
| — | сталь | |
| — | золото | |
| — | сурьма | |
| — | висмут | |
| — | теллур | |
| — | алюминий | |
| — | серебро |
Жирным шрифтом указаны наиболее употребительные пары, кроме того в любительской практике ходкими являются еще следующие пары: Галенит — графит, галенит — сталь, графит — сталь, пирит — медь, цинкит — халькопирит, цинкит — сталь.
Опишем некоторые из этих кристалллов1):
1. Галенит — сернистый свинец или свинцовый блеск. Цвет блестящий, свинцово-серый; раскалывается по граням кубиков. Химическая формула: PbS.
2. Пирит — железный (серный) колчедан FeS2; золотистого цвета с металлическим блеском.
3. Халькопирит — медный колчедан CuFeS2. Цвет латунно-желтый с зеленоватым оттенком.
4. Молибденит — молибденовый блеск MoS2. Цвет свинцовосерый с красноватым оттенком.
5. Цинкит — окись цинка ZnO. Цвет кровяно-красный, алмазный блеск, хрупок.
Большинство детекторных кристаллов является естественными материалами; это значит, что эти кристаллы могут быть добыты только в каменоломнях и рудниках. Зная хорошо химический состав этих кристаллов и их внутреннее строение, мы можем воспроизвести их искусственным путем, но эти искусственно созданные кристаллы не всегда обладают выпрямляющим свойством в той же степени, как естественные, а иногда им не обладают и вовсе.
Причина заключается в том, что сплошь да рядом эти вещества получаются не в кристаллической форме.
Ниже мы даем описание искусственного изготовления некоторых кристаллов.
Нам приходилось работать с искусственным галеновым кристаллом, изготовленным согласно описанню К. С. В. ("Техн. Св." т. II, стр. 394), кристалл этот, действительно, работал превосходно. Приводим описание полностью:
Искусственный галеновый кристалл. Для его изготовления нужно взять очищенный от окиси свинец, напр., кусок телефонного кабеля или свинцовой трубы; не рекомендуется листовой свинец, так как он дает плохие кристаллы. Взятый свинец, как уже сказано, нужно очистить от окиси и напилить его в опилки драчевым подпилком (ок. 8 насечек на см.). Таких опилок нужно взять граммов 20 и тщательно на чистом листе бумаги смешать с 5 граммами серного цвета, который можно приобрести в аптеке; полученную смесь насыпать в обыкновенную пробирку (также можно достать в аптеке), которой слегка постукивают по мягкому дереву, чтобы смесь улеглась более плотно, потом приступают к нагреву. Для этого может служить обыкновенный примус. Сначала нагревание производится слабо, таким образом, чтобы сера расплавилась. Потом пробирку помещают в самое горячее место пламени, покамест смесь не раскалится докрасна. Тогда пробирку снимают с огня, и ставят в вертикальное положение, чтобы произошла кристаллизация, а затем ее кладут горизонтально минут на десять, чтобы она остыла и чтобы жидкая сера не стекала бы на кристалл. Затем разбивают пробирку и вынимают полученный кристалл. Парой для него служит медная проволочка толщиной в 0,3—0,4 мм.
Английский журнал "Popular Wireless" утверждает, что еще лучшие результаты дает кристалл, приготовленный следующим способом:
Искусственные пириты. Возьмем прямую медную палочку толщиною около 6—7 миллиметров, хорошенько очистим ее поверхность и разрежем на отдельные столбики длиною в 2,5—5 см. каждый. Расплавим в чашечке немного обыкновенной серы; когда сера расплавится, в чашечку надо постепенно опускать столбики меди, уменьшая одновременно тепло, подводимое к чашке с серой. Сера и медь соединяются и при этом выделяется столько тепла, что вся масса может раскалиться до красна. Оставив медь в расплавленной сере в продолжение 5—6 минут, выливают по возможности все содержимое чашки и еще раз подогревают ее для того, чтобы удалить остатки серы. Удалив, таким образом, всю серу, дадим чашке охладиться. Получившиеся кристаллы будут обладать чувствительностью по всей их поверхности и дают выпрямляющее действие при контакте со многими кристаллами и минералами, а также и с пружинкой из очень тонкой проволоки (около 0,2 мм). В последнем случае контакт должен быть очень слабым.
Таким же образом могут быть искусственно получены и железные и цинковые пириты, но все они дают меньшее количество чувствительных точек и употребляются лишь в контакте с проволочкой. Сернистое же железо даст выпрямляющее действие только с тонкой стальной иглой. Цинковые кристаллы требуют для своего изготовления более высокой температуры.
Можно рекомендовать и другой способ изготовления пирита. Возьмем для этого небольшой кусок толстой медной палочки и, очистив тщательно ее поверхность при помощи наждачной бумаги, придадим молотком одному из концов палочки форму лопатки долота. Этот конец мы опустим в расплавленную серу на глубину до 3 см. Надо сказать, что сера при плавлении проходит 3 стадии. При обыкновенной температуре сера имеет желтоватый лимонный цвет. При нагревании она обращается в жидкость светлоянтарного цвета. При дальнейшем нагревании расплавленная сера становится более густой и при 160° С сильно темнеет. Нагревая дальше, мы увидим, что при 360° жидкость опять светлеет и становится прозрачной. Наконец, при 445° С сера начинает кипеть. Для получения хорошего детектора надо опустить медную палочку в расплавленную серу тогда, когда она будет находиться в 3-й стадии, т.-е. когда она только что станет опять прозрачной. Палочка опускается в серу только на четверть минуты и даже меньше; затем ей дают остыть. С остывшего конца необходимо удалить остатки серы. Это можно сделать, выжигал серу, однако, лучше растворить ее в сероуглероде. Получившийся темный конец палочки и является "кристаллизованной" частью палочки и работает не хуже обычных медных пиритов в контакте с кристаллами цинка или галена.
Приведем еще 2 способа изготовления кристаллов.
Коксо-ртутный детектор. Кокс представляет из себя пористое тело, все поры которого заполнены воздухом, а иногда и остатками других газов и смолы. Возьмем кусочек обыкновенного кокса и раньше всего удалим все, что находится в порах. Присутствие смолистых веществ вредно, вследствие их изолирующих свойств; при наличии же воздуха в эти поры довольно трудно ввести ртуть. Поэтому мы выберем кусочек по возможности чистого кокса и нагреем его до красного каления, тогда весь воздух, заключающийся в порах, будет вытеснен; если мы теперь опустим наш кусочек кокса в подогретую ртуть, то последняя быстро проникнет в пустые поры. Таким образом, мы получаем кокс, пропитанный ртутью, при чем эта ртуть находятся внутри кокса в виде крайне малых капелек и, очевидно, обладает в таком виде свойствами кристаллов. Обращаем внимание читателя на то, что пары ртути очень ядовиты, и что поэтому весь процесс пропитывания кокса ртутью надо вести с осторожностью.
Детектор из медного окисла. Возьмем небольшую медную пластинку, тщательно очистим ее поверхность при помощи наждачной бумаги и будем нагревать ее в продолжении полуминуты в несветящейся части спиртовой лампочки, Бунзеновской горелки или примуса. Сняв затем пластинку и дав ей постепенно охладиться, мы заметим, что пластинка покроется пленкой какого-то налета (окисла), цвет которого может быть различным: от темного кирпичного до серовато-черного. Эта пленка и обладает свойствами довольно хорошего детектора. Необходимо лишь иметь ввиду, что для получения контакта нужно пользоваться очень тонкой проволокой и что самый контакт должен быть очень слабым. Действие этого самодельного детектора об'ясняется кристаллическим строением пленки окисла. Было бы желательно получить от читателей сведения о результатах применения на практике этих рецептов.
1) Подробности см. стать. инж. Г. А. Кьяндского "Техн. Связи", №1-2, стр. 130.