Для изучения более низких слоёв атмосферы — на высотах от 20 до 30 километров — в атмосферу посылаются небольшие шарь|, наполненные водородом в газом, который легче воздуха. Шары снабжены закрытым парашютом, различными метеорологическими приборами (метеорология — наука о погоде) и радиопередатчиками, автоматически передающими по радио показания приборов на разных высотах. Эти сигналы принимаются на земле и расшифровываются. На некоторой высоте шар — его называют радиозондом — разрывается, раскрывается парашют, и приборы в целости медленно опускаются на землю.
Сведения, получаемые с помощью радиозондов, играют большую роль при изучении климата и для предсказаний погоды. С этой же целью применяются автоматические радиометеорологические станции, устанавливаемые в труднодоступных местностях: на вершинах гор, на ледниках, в малонаселённых районах и т. д. В течение многих недель эти станции передают по радио сигналы, соответствующие показаниям метеорологических приборов.
Изучая условия распространения электромагнитных волн различной длины во всевозможных веществах, удаётся получить целый ряд сведений о строении молекул этих веществ и о силах, заставляющих различные атомы объединяться в молекулы. Знание этих сил позволяет людям глубже проникать в тайны природы и более успешно подчинять её себе.
VI. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
1. РАДИОЗАКАЛКА ДЕТАЛЕЙ
Современная машиностроительная промышленность нуждается в быстрой и надёжной закалке различных металлических изделий. Обычные методы закалки — сильное нагревание и последующее быстрое охлаждение предмета — не всегда достигают цели. Ряд учёных и, в частности, советский физик Вологдин предложили производить закалку быстроменяющимися электрическими токами. Для этой цели изделие помещается внутрь катушки источника электромагнитных колебаний. При быстрых изменениях магнитных сил внутри катушки в изделии возникают быстроменяющиеся электрические токи. Эти токи обладают той особенностью, что они текут только в поверхностных слоях металлического изделия и вызывают сильное нагревание этих слоёв. В то же время более глубокие слои остаются совершенно холодными. Таким образом обеспечивается закалка на желаемую глубину. Эту закалку можно регулировать, подбирая надлежащую быстроту изменения токов в катушке источника. Равномерность глубины закалки получается очень хорошей. Об этом свидетельствует рис. 15, где изображена фотография разреза шестерни.
Разрез был подвергнут травлению, в результате которого граница закалённого слоя видна очень ясно (закалённый слой чернее остального металла). Для закалки требуются очень мощные радиопередатчики, представляющие целые крупные сооружения.
2. ОСВОБОЖДЕНИЕ МЕТАЛЛА ОТ ГАЗОВ
При производстве различных вакуумных приборов (из которых выкачан воздух), таких, как радиолампы, рентгеновские трубки и т. д., часто замечали, что B лампе, откачанной как будто очень хорошо, при работе всё-таки обнаруживается появление небольшого количества воздуха, в результате чего дорогостоящая лампа выходит из строя. Причина этого неприятного явления заключается в там, что металлические части, впаянные в лампу, всегда содержат некоторое количество воздуха, поглощённого металлом. При работе лампы металлические части нагреваются, часть воздуха освобождается из металла и выходит в баллон. Для устранения этого явления следует при изготовлении лампы сильно прогревать её металлические части во время выкачивания воздуха из баллона. Но как же это сделать, не повредив стеклянный баллон? Оказывается, в этом случае можно поместить лампу в катушку источника электромагнитных волн. Благодаря индукции металл нагревается (как и при закалке), а стекло, свойства которого резко отличаются от свойства металла, остаётся почти холодным. Нагретый металл освобождает поглощённый воздух, который и откачивается насосом. Этот процесс, называемый «обезгаживанием» (т. е., удалением газа), широко используется в электровакуумной промышленности.
3. РАДИОСВАРКА
Электромагнитные волны применяются также при электрической сварке металлов. Как известно, электросварка происходи. благодаря очень сильному разогреванию соприкасающихся металлов, когда по ним пропускают электрический ток. Для электросварки применяют ток, которым мы пользуемся в повседневной жизни. Этот ток меняется медленно: его период составляет 1/50 долю секунды. Но если в месте сварки одновременно с этим током пропустить быстроменяющийся ток, созданный маленьким переносным радиоаппаратом, то сварка происходит гораздо лучше и прочнее.
Современная техника часто требует сварки металлов со стеклом. Эта операция обычно происходит с трудом, а большие поверхности вообще не удавалось сваривать достаточно надёжно. Применение электромагнитных волн позволяет производить подобную сварку вполне надёжно и без особых трудностей.
Таким образом, электромагнитные волны не только улучшают прежние технические методы, но и позволяют создать совершенно новые.
4. В ПОИСКАХ РУДЫ
Некоторые электромагнитные волны способны хорошо распространяться в земле. Но если в толще земли имеются породы, содержащие металлы (руды), то условия распространения ухудшаются, так как сквозь руду эти волны проходить не могут. Изучая, как распространяются волны в том или ином участке земли, геологи — разведчики руд — имеют возможность обнаружить залегающие в глубине руды и даже определить приблизительные границы рудного месторождения. После этого производится бурение на нужную глубину, и свойства рудного месторождения изучаются более подробно.
Таким образом, радиоразведка, которая производится довольно быстро, позволяет избежать излишнего бурения, требующего значительного времени и больших затрат.
5. РАДИО СУШИТ ДЕРЕВО
В вещества, неспособные, в противоположность металлам, хорошо проводить постоянный электрический ток, электромагнитные волны могут проникать на значительную глубину. Если в подобных веществах (их называют диэлектриками), содержащих влагу, быстро изменять электрические силы, то в них происходит весьма значительное выделение тепла. При этом нагрев происходит одновременно во всей толще вещества.
Это даёт возможность использовать электромагнитные волны для сушки дерева. Скорость такой сушки в десятки раз больше скорости обычной тепловой сушки, так как прогрев идёт не с поверхности, а по всей толщине дерева. При радиосушке не представляет труда вызвать в глубоких слоях даже более сильный нагрев, чем на поверхности. Высыхание дерева происходит при такой сушке более равномерно, и в значительной степени исключается опасность, что деревянное изделие покоробится.
6. ОБРАБОТКА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Электромагнитные волны используются также и в пищевой промышленности. Многие пищевые продукты содержат большое количество воды. Когда необходимо сохранить продукты на длительное время, их требуется высушить, уничтожить содержащуюся в них влагу. Это «обезвоживание» продуктов может производиться при помощи электромагнитных волн, подобно обезвоживанию дерева, описанному выше.
Заставляя электромагнитные волны проникать в глубь различных продуктов, подвергающихся консервированию, удаётся также стерилизовать продукты (т. е. уничтожить бактерии, могущие вызвать гниение продуктов). В некоторых случаях при этом улучшаются вкусовые качества консервных изделий, Если консервы находятся в стеклянных банках, то стерилизация возможна непосредственно в банках.