По окончании Второй мировой войны крупная британская компания EMI остро нуждалась в опытных специалистах по электронике, так как первые телевизоры были чрезвычайно капризными и сложными созданиями и для их настройки и ремонта требовались высококвалифицированные специалисты. EMI отправила моего дедушку на курсы повышения квалификации в Лондон, где он должен был освоить профессию инженера-телевизионщика. В то время в мире электроники – и, в частности, в телевизорах – бал правили компоненты весьма внушительных размеров: кинескопы, радиолампы, резисторы, конденсаторы, провода и трансформаторы. Вся эта смесь стекла, керамики и металла имела довольно привлекательный внешний вид и служила основой любого телевизора вплоть до начала 1990-х годов. Задача этих компонентов была достаточно простой: создать направленный пучок электронов и управлять им так, чтобы на экране кинескопа формировалось подвижное изображение.
Дедушка осваивал телевизоры на ЭЛТ. Мне нравится эта аббревиатура, поскольку она соединяет нас с миром, существовавшим задолго до открытия электронов. ЭЛТ расшифровывается как «электронно-лучевая трубка» (cathode ray tube – CRT); дословно «трубка катодных лучей». Когда эти «катодные лучи» только были открыты, они показались довольно странными. Представьте изумленное выражение лица немецкого физика Иоганна Гитторфа, наблюдавшего в далеком 1867 году результаты своего эксперимента, суть которого сводилась к следующему: он брал стеклянную трубку, из которой полностью выкачан воздух, а с обоих концов впаяны два металлических стержня, и подавал на эти стержни высокое напряжение от электрической батареи. В результате внутри трубки возникало течение странной невидимой субстанции от одного стержня к другому. Гитторф был уверен, что эта субстанция действительно возникает при подаче напряжения, подтверждением чему служило свечение, появляющееся на конце одного из стержней. Более того, помещая внутри трубки на пути этой субстанции те или иные препятствия, Гитторф фиксировал появление тени. Хотя никто не знал, что именно представляла собой эта субстанция, ее нужно было как-то назвать. Гитторф решил назвать ее катодными лучами. Катод – это электрод, подключенный к отрицательному полюсу батареи. Именно из катода исходили загадочные лучи.
Прошло еще тридцать лет, прежде чем Дж. Томсон открыл, что «катодные лучи» – вовсе не лучи, а поток отрицательно заряженных частиц, известных сегодня как электроны. Впрочем, их первоначальное название было решено оставить. Затем этот устоявшийся термин перекочевал в название электронно-лучевой трубки – cathode ray tube, или CRT. Сегодня мы знаем, что, приложив к ней высокое напряжение, мы создаем электрическое поле, тянущееся от одного ее конца к другому. Под воздействием этого электрического поля электроны вылетают из отрицательного конца (катода) и направляются в сторону положительного конца (анода). Любая частица, обладающая электрическим зарядом, под воздействием электрического поля будет ускоряться, то есть постоянно подталкиваться вперед на всем пути от одного конца трубки к другому. Таким образом, электроны не просто продвигаются вперед, к положительному концу трубки, потому что притягиваются им, а ускоряются на этом пути. Чем выше разность напряжений между двумя концами трубки, тем быстрее движутся электроны, приближаясь к другому концу. В телевизоре с ЭЛТ электроны в момент соударения с экраном достигают скорости порядка нескольких километров в секунду. Это не так уж мало по сравнению со скоростью света – наибольшей скоростью, которой можно достичь во Вселенной.
Таким образом, тот же фундаментальный процесс, приведший к открытию электрона, использовался в каждом из телевизоров, выпускавшихся в мире каких-нибудь пару десятков лет тому назад. В них применялся прибор, «вырабатывающий» электроны, а именно кинескоп – полая камера, из которой откачан воздух (то есть созданы условия, близкие к вакууму), стало быть, внутри нее нет никаких препятствий. В результате электроны, которыми выстреливает так называемая электронная пушка в кинескопе, движутся в вакууме, пока не ударятся об экран. Такой их поток в кинескопе представляет собой электрический ток в чистом виде: заряженные частицы, движущиеся по прямой линии.
