В продолжение многих лет Флеминг был профессором физики и электротехники в Ноттингемском и Лондонском университетах. Вместе со своим другом, знаменитым химиком Джемсом Дьюваром, Флеминг долго занимался исследованием электрических и магнитных свойств различных веществ при очень низких температурах. В результате этих интересных опытов выяснилось, что металлические проводники при температуре, близкой к абсолютному нулю (на 273 градуса ниже, чем температура таяния льда), резко уменьшают сопротивление прохождению электрического тока.
Вскоре после этих опытов Флеминг получил приглашение стать научным консультантом «Общества беспроволочных телеграфов Маркони».
Не теряя времени, Флеминг, несмотря на свои уже немолодые годы, с юношеским пылом приступил к работе. Он по опыту всей своей предыдущей научной деятельности знал, что правильно поставить задачу — это значит сделать первый важный шаг для ее решения.
Электромагнитная волна, излучаемая искровым передатчиком, является затухающей. Если толкнуть маятник (груз, подвешенный на нити), то он остановится после нескольких качаний. Похожее явление происходит и с колебаниями в электрической цепи: сопротивление цепи гасит электрические колебания. Искровый разряд передатчика — это тот же толчок. Первое созданное им колебание будет самым большим, последующие — все более слабыми, и наконец они прекращаются (затухают).
Попадая в антенну приемника, затухающая волна не может быть ясно обнаружена когерером Бранли. «Электрический глаз» Бранли как недостаточно чувствительный прибор отвечает только на самую сильную волну из поступившей в антенну серии колебаний и не отзывается на более слабые последующие волны.
Чтобы отчетливо принимать на телефон всю серию колебаний затухающей волны, вместо когерера Бранли ввели кристаллические детекторы, то есть выпрямители. Благодаря способности детектора пропускать ток только в одном направлении (это свойство некоторых кристаллов было открыто случайно) поступивший в приемник переменный ток обращается в прерывистый ток одного направления. Выпрямленный ток способен воздействовать на электромагнит телефона и вызвать колебание его мембраны. И вот стало возможным легко осуществлять прием на телефон сигналов Морзе, посылаемых искровой станцией.
Флеминг испытал много различных кристаллических детекторов. Кристаллы из галена[54], пирита, карборунда[55] и других минералов давали примерно одно и то же выпрямляющее действие.
Но кристаллические детекторы обладали большим неудобством: приходилось терять много времени на настройку детектора; ведь острие металлической пружинки, которая прижималась для образования контакта к кристаллу, легко сдвигалось от случайных и, по-видимому, неизбежных толчков. Кроме того, кристаллический детектор — прибор недостаточно чувствительный.
Однажды Флеминг приготовился сделать такой опыт. Он взял особый сосуд с жидким воздухом. Этот сосуд называется, по фамилии изобретателя, «сосудом Дьюара»[56]. В этот сосуд с жидким воздухом он задумал погрузить детектор, полагая, что кристалл под влиянием низкой температуры будет иметь бóльшую проводимость тока и станет поэтому более чувствительным.
Обратившись за какой-то справкой в архивные журналы своих прежних опытов, он обнаружил там небольшой помятый листок. На листке было дано описание интересного опыта, произведенного великим американским изобретателем Томасом Эдисоном еще в 1883 году.
Эдисон и другие ученые и изобретатели не могли тогда объяснить сущность этого удивительного опыта, который был назван «эффектом Эдисона». Вскоре об этом опыте забыли.
Проглядев содержание листка, попавшегося так кстати на глаза, Флеминг подозвал к себе одного из лаборантов.
— Необходимо сейчас же изготовить вот такой прибор, — сказал он, передавая лаборанту пожелтевший от времени листок.
— Мне не совсем ясно, что здесь изображено.
Флеминг подошел к доске и набросал схему опыта Эдисона.
54
Галенит (от лат.
55
Карбид кремния (карборунд) — химическое соединение кремния с углеродом. В природе встречается в виде чрезвычайно редкого минерала —
56
Изобретатель «сосуда Дьюара» (термоса) и, ранее упоминавшийся, «химик Джемс Дьювар» — одно лицо — Джеймс Дьюар (1842–1923), шотландский физик и химик. —