Как «ненужные» вещества стали нужны всем

В глухом лесу под раскидистыми ветвями столетиях дубов приютилась землянка партизанского штаба. Над картой при свете огарка свечи склонился командир отряда. Рядом с ним его помощники. Командир взглянул на часы, — близится время, когда надо будет посылать донесение на «Большую землю».

Но почему это радист, позабыв про свой радиопередатчик, занялся костром, разведенным у землянки? Над костром подвешен котелок, в котором кипит вода. Подложив в костер веток, радист спускается в землянку и точно в положенное время начинает передавать радиограмму.

Каким же образом на этом островке советской земли, затерявшемся в лесной глуши, работала партизанская радиостанция? Ведь ее могли бы питать только «копилки электричества» — аккумуляторы. Но их нет.

Приглядевшись, глаз обнаруживает провода, протянутые в землянку от... котелка с водой. Так вот какова она, эта загадочная электростанция!

У котелка двойное дно, такое же оно и у обычного электрического чайника. Но металлической спирали, которую в чайнике нагревает ток, здесь нет. Вместо нее в дне котелка уложены какие-то маленькие брусочки. В них и рождается электрический ток, который питает партизанскую радиостанцию.

С виду брусочки — металлические. Но это только с виду. На самом же деле они изготовлены из полупроводников— особого материала, который проводит электрический ток гораздо хуже, чем металлы.

Полупроводников вокруг нас очень много. По пока ученые знали только об их недостатках, никто ими не интересовался. Однако четверть века назад в полупроводниках стали открывать новые свойства, одно удивительнее другого. И «ненужные» полупроводники сразу стали нужны всем.

Лампы-электростанции

Можно ли уместить электростанцию на обыкновенном обеденном столе или, еще того больше, подвесить к потолку?

Вы скажете: «Что за глупые вопросы, и кому такая ерунда может прийти в голову?»

А между тем всё это вовсе не ерунда, — такие электростанции теперь можно увидеть и в самом деле.

Посмотрите на лампу, которая нарисована на цветной картинке. С виду она лампа как лампа, и ничего особенного в ней как будто и нет.

Но это, как и в случае с котелком, только с виду. В действительности же эта лампа — маленькая электростанция.

Вы видите, — на нее надет даже абажур. Он, правда, сделан не из ткани и не из стекла, как все обычные абажуры, а из алюминия. Да к тому же от него к радиоприемнику тянутся провода.

Стоит только поднести к лампе зажженную спичку — и «электростанция» заработает.

Каким же образом обыкновенная керосиновая лампа превратилась вдруг в электростанцию? Ведь прежде, когда в нее наливали керосин, никакого электрического тока она не давала! Теперь же ток вырабатывают те самые полупроводники, с которыми мы познакомились, разглядывая партизанский котелок.

«Лампа-электростанция» и светит, и питает током радиоприемник. А вот на примусе или керогазе можно и обед сготовить, и электрическим током досыта «накормить» даже такую колхозную радиостанцию, как «Урожай». А ведь она обслуживает сразу несколько МТС!

Мы рассказали об удивительных превращениях котелка и обыкновенной керосиновой лампы. А разве нельзя батарею из полупроводников поместить в дно котла центрального отопления? И тогда паровой котел также превратится в электростанцию. Значит, с помощью полупроводников везде, даже в простой русской печи, вместе с теплом можно получать электрический ток! Вот почему это открытие науки сулит нам такое же великое будущее, как и победа, одержанная над атомом.

Улица обогревает комнату

Можно ли отапливать квартиру холодным воздухом с улицы, беря тепло у мороза?

«Странный вопрос», — удивитесь вы.

Ваше удивление, пожалуй, еще больше возрастет, если мы предложим в знойные летние дни охлаждать квартиру, отдавая тепло жаркой улице.

Однако ничего странного па самом деле в таком предложении нет. В Институте полупроводников в Ленинграде построили холодильник. В нем нет ни электродвигателя, ни трубок с охлаждающей жидкостью, какие бывают в обычных холодильниках. А полупроводники, которые в котелке и лампе вырабатывали электрический ток, здесь еще «приготовляют» и холод.

Но в котелке и лампе полупроводники превращали теплоту в электрический ток. В холодильнике же с помощью электрического тока тепло «перекачивается» с одного моста в другое. И в нем потому и оказывается холодно, что полупроводники «выкачали» оттуда тепло в комнату.

Конечно, таким холодильником не то что целую квартиру, а и одну комнату но остудишь. Но можно ведь в разных комнатах установить батареи из полупроводников. И тогда они охладят всё помещение, «перекачав» тепло на улицу.

И вот что интересно: направление тока в холодильнике можно изменить. Тогда он по вашему желанию будет но охлаждать пищу, а подогревать ее. То же самое не трудно заставить делать и батареи из полупроводников, которые вы расставите в разных комнатах. И тогда они станут обогревать помещение, перекачивая тепло с улицы в квартиру.

«Электрические глаза»

«Астрономическа и столица» мира, как называют Пулковскую обсерваторию под Ленинградом, славится своей службой точного времени.

Но самые лучшие часы, как правило, в течение суток или совсем немного уходят вперед, или наоборот — отстают.

В Пулковской же обсерватории у часов необыкновенный циферблат — звездное небо. Известно, что за сутки звезды обходят небосвод, и ученые, направляя на них свои зрительные трубы — телескопы, давно научились наблюдать движение звезд. Научившись же делать это, они построили «звездные часы», которые никогда но делают ошибок.

Однако человеческий глаз — прибор далеко не точный. И вот пулковский астроном Н. Н. Павлов решил заменить его «глазом электрическим» — фотоэлементом.

Десять лет трудился ученый, создавая свой прибор. И вот, наконец, на узкой ленте, которая проходит перед прибором, появились две первые записи.

Одну из них сделала сама звезда. В другой же отмечалось время, когда луч света, брошенный ею, упал па фотоэлемент. Так звезда стала «расписываться» о своей явке на службу точного времени.

«Электрические глаза» никогда не устают и не ошибаются. Они во много-много раз чувствительнее человеческого глаза. Они видят даже невидимые для наших глаз лучи. Для них и ночная тьма — не помеха. Пот почему эти маленькие приборы с крошечным кусочком полупроводника можно назвать также и «ночным глазом».

Но есть и еще более удивительные фотоэлементы. В них роль «топлива» выполняют солнечные лучи. В «солнечных электростанциях», вместо больших и тяжелых машин, будут маленькие полупроводники.

Такие «электростанции» уже созданы в лабораториях. Они легко умещаются на ладони.

Радиостанция в кармане

Взглянешь на какой-нибудь полупроводниковый прибор — и невольно подумаешь: «Ну, какой толк может быть от этакой маленькой бусинки или тонкой нити?» Однако именно эти бусинки и нити заставляют теперь потесниться самые сложные машины и аппараты. Великая сила человеческой мысли и долгого, большого труда — в этих бусинках и нитях.

Посмотрите на рисунок: из маленького кармашка мальчика выглядывает какой-то предмет, очень похожий на часы.

Но если это часы, то почему они соединены с наушниками?

Ответ совсем простой: предмет этот не часы, а карманный радиоприемник. Маленький он такой потому, что радиолампы в нем уступили место полупроводникам. И проводов в этом радиоприемнике тоже нет. На пластинке-изоляторе особым составом напечатаны тонкие линии схемы. Они-то и проводят электрический ток.

«Но откуда же в кармане вдруг возьмется электрический ток?» — спросите вы.

Да очень просто: стоит только небольшой полупроводниковый фотоэлемент выставить на свет, и электрическая энергия для работы радиоприемника будет получена от солнца

Такой же крошечной может быть и антенна.

Радиоприемники и радиопередатчики, размером в две-три спичечные коробки, скоро станут совсем обычным делом. И тогда не только в дальнем путешествии или в экспедиции, но и во время прогулки по городу, в любую минуту мы сможем связаться по радио с другим обладателем такого же радиоприемника и радиопередатчика.

Прошло совсем немного времени с тех пор, как родилась наука о полупроводниках.

Но и за какую-то четверть века ученые сделали очень много, чтобы заставить полупроводники служить людям. И большая заслуга в этом принадлежит советскому академику Абраму Федоровичу Иоффе. Однако еще очень многое предстоит сделать в будущем. И не только ученым и инженерам, но и ребятам, которые сегодня сидят еще за школьной партой. Сколько же удивительных тайн откроют вам тогда полупроводники!

Рисунок Е. Сидоркина