В. Э. Делакроа.
Чтобы окончить рассмотрение основных деталей передачи изображений при помощи аппаратов общества Телефункен1, остановимся вкратце на так называемом «световом телефоне» (того же общества), т. е. на устройстве, превращающем электрические сигналы в световые.
Как указывалось в «Р. В.» № 8, в приемном устройстве о-ва Телефункен используется особый электрический «затвор», поставленный по пути распространения лучей от местного источника света — от небольшой лампочки накаливания (рис. 1). Этот электрический затвор состоит из двух николей, т. е. из двух прозрачных, особо обработанных, призм из исландского шпата, поставленных «на темноту»2, и маленького конденсатора (емкостью около 30 см), т. н. «конденсатора Керра», расположенного между ними.
Обычно призмы физика Николя, или просто николи, применяются в различных физических опытах и наблюдениях, когда встречается необходимость превращеиия обыкновенного света в так называемый «поляризованный», т. е. когда хотят из всех беспорядочных колебаний, из которых (как известно) слагается всякий световой луч, отсеять (пропустить) все колебания одного определенного направления. На рис. 2, в левой части наглядно изображены колебания в обыкновенном световом луче, а справа — колебания в луче «поляризованном в вертикальной плоскости». На рис. 3 дано изображение колебаний луча, «поляризованного в горизонтальной плоскости»3.
Произведены очень обстоятельные исследования явления «поляризации», вообще очень хорошо изучены эти явления с количественной стороны, но причины появления «поляризации» лучей еще хорошо нам неизвестны.
В частности, существование явления «поляризации» лучей может быть проверено и применительно к разбираемой нами установке аппаратов о-ва Телефункен: если вынуть Керр-конденсатор (между николями) так, что лучи, прошедшие первый николь (поляризовавшиеся в первом николе), пропустить непосредственно во второй, то мы легко заметим, что не при всяких условиях лучи пройдут через 2-й николь. Только в том случае, если оба николя будут строго одинаково расположены (в смысле своих «осей», см. рис. 4) по отношению друг к другу, весь свет, «поляризованный» первым николем, пройдет и через второй; наоборот, если повернуть второй николь по отношению к первому на 90°, чтобы их плоскости поляризации составляли угол в 90°, то никакого света второй николь уже не пропустит. Это говорит за то, что оба николя действительно способны пропускать лишь такие лучи, колебания которых происходят в одной плоскости: в 1-м из разобранных случаев плоскости «поляризации» лучей, очевидно, совпадали у обоих николей — поляризованные 1-м николем лучи свободно проходили и через второй, а во втором случае те же лучи после 1-го николя поглощались во 2-м. В промежуточных стадиях, как оказывается, т. е. в том случае, если 2-й николь повернут не на полные 90°, а, допустим, — на половину, т. е. на 45°, свет пройдет примерно пропорционально углу, т. е. в нашем случае пройдет примерно половину. Чем больше повернуть 2-й николь, тем меньше света будет проходить.
Тот же результат возможно получить и в том случае, если 2-й николь оставлять неподвижным, а вращать первый.
Если николи установлены таким образом, что свет первого проходит и через 2-й, то говорят, что николи установлены «на свет». Если же оба николя расположены перпендикулярно, т. е. если свет 1-го задерживается 2-м, то говорят, что николи поставлены «на темноту».
В установке о-ва Телефункен применено последнее расположение николей, так что нормально никакой свет за второй николь не проникает. Практически между николями помещают конденсатор Керра, который, как сказано, представляет собою небольшой плоский медный вызолоченный сосудик (см. рис. 5) с окошками по бокам; сосудик заполняется особой прозрачной жидкостью «нитробензолом», являющийся диэлектриком, в который погружены две обкладки (тоже золоченые), образующие собственно конденсатор; одна из обкладок оканчивается сверху винтовой нарезкой с головкой для регулировки расстояния между обкладками; нормально оно изменяется от 0,2 мм до 2,0 мм.
Таким образом, как видно из рис. 6, луч после 1-го николя вступает в пространство между обкладками Керр-конденсатора, т. е. через окошечко сосудика Керр-конденсатора, и проходит через нитробензол (между обкладками конденсатора). Через второе окошечко луч выходит далее наружу, — ко второму николю: оказывается, что в том случае, если на обкладках конденсатора Керра накоплен некоторый заряд, плоский луч, вышедший из 1-го николя, поворачивается (образно выражаясь) на некоторый угол, примерно, пропорциональный напряжению заряда поданного на обкладки Керр-конденсатора. При расстояниях между обкладками зарядка 0,3—0,4 мм при напряжениях в 1 500—2 000 или более вольт поворот поляризованного луча достигает обычно 90°; и тогда луч свободно проникает через 2-й николь, направляясь к светочувствительной бумаге на приемном барабане.
Точную зависимость между напряжением на обкладках и количеством прошедшего света, обычно, определяют опытным путем и изображают ее затем в виде кривой.
Одна из таких кривых приводится на рис. 7, где по горизонтали отложено напряжение в вольтах, поданное на обкладки конденсатора и по вертикали — сила света в условных единицах.
Читатель, вероятно, помнит, что напряжение к электродам Керр-конденсатора подводится от «оконечного усилителя» приемного устройства. Следовательно — ему теперь должен быть ясен процесс управления световым потоком на приемной станции. Напомним его вкратце: 1) слабый приемный сигнал (пройдя через усилитель) подает относительно небольшое напряжение на обкладки Керр-конденсатора, поляризованный луч4 поворачивается на небольшой угол, благодаря этому — второй николь света пропускает очень мало; 2) сильный принятый сигнал, наоборот, вызывает через местные усилители большое напряжение на обкладках конденсатора Керра, что в свою очередь обусловливает большой наклон луча поляризованного 1-м николем и, в конечном счете, — максимум силы света, пропущенной 2-м николем, т. е. максимальное воздействие света на приемную пленку.
Вот каким образом конденсатор Керра вместе с двумя призмами николя оправдывает свое название «электрический световой затвор!»
Обратимся теперь к характеристике электрического затвора. Пропорциональность (относительная) между изменением электрического напряжения на обкладках конденсатора и количеством прошедшего света начинается с напряжения порядка 500 вольт, поэтому для получения достаточной яркости изображения необходимо, чтобы амплитуда (максимальное значение) переменного тока оконечного усилителя была выше 500 вольт. С другой стороны — если от передачи требуется воспроизведение не только простого контрастного рисунка, состоящего из черных и белых линий разной толщины, но и из «полутеней» (напр. в фотографиях), то необходимо, чтобы последовательно с переменным током, подаваемым на Керр-конденсатор, было включено еще около 500 вольт постоянного тока: это обеспечит максимальную возможную пропорциональность между изменением напряжения, подаваемого приемником (оконечным усилителем), и силой света, проходящей затвор, ту пропорциональность, которая необходима для точного воспроизведения оригинала.
В заключение, для точности необходимо оговориться, что упомянутые выше цифры напряжений относятся лишь к определенному зазору между обкладками в конденсаторе Керра, а именно — 0,3 мм. Если увеличить зазор, необходимо соответственным образом увеличить и подаваемые напряжения.
Практически — зависимость между напряжением5 и величиной зазора устанавливается наблюдением света в контрольном окошке (рис. 6). (Поворотом отражающей призмы (на 180°) можно свет направить в контрольное окошко.) Оказывается, что при некотором постоянном напряжении переменного тока на обкладках конденсатора при большом зазоре между ними свет проходит только в ограниченном количестве; при постепенном уменьшении зазора количество проходящего света, оставаясь ярко-белым, быстро увеличивается, достигая где-то максимума; при дальнейшем уменьшении зазора свет начинает довольно быстро спадать и менять окраску — переходя последовательно все оттенки от соломенно-желтого до интенсивно-красного. Установка производится на максимум белого света.
Описанная установка величины зазора на приемной станции производится в тот момент, когда передающая станция подает свой сигнал нормальной интенсивности. Практически — эта установка производится (проверяется) перед посылкой каждого очередного изображения, так как известно, как капризы пространства, разделяющего две станции, могут неожиданно менять силу приема. Кроме того — эта проверка придает также и уверенность в исправной работе усилительных устройств.
1 См. «Р. В» № 16.
2 Выражение пояснено ниже.
3 Иногда (по причинам, на которых было бы слишком долго останавливаться) названия применяются обратно: напр., колебания рис. 3 называют «поляризованными в вертикальной плоскости».
4 Прошедший через 1 николь от местного источника света.
5 Которое, как нетрудно догадаться, зависит от силы принимаемых сигналов.
