История одного взрыва

Вскоре Миша убедился, что его товарищ по работе, механик Дубин, в общем очень милый и приятный и, действительно, как охарактеризовал его Владимир Иванович, искусный механик, обладал своеобразным характером. По любому, даже самому пустяковому делу, он всегда говорил с такой сосредоточенностью и серьезностью, будто решал проблемы мирового масштаба. Если ему кто-нибудь задавал вопрос: "Не привязать ли этот провод ниткой, чтобы удобнее было паять?", он отвечал примерно так: "Не взлетит ли на воздух вся лаборатория оттого, что я привяжу провод?…" А показывая Мише обыкновенный стол, где должны находиться паяльник, олово и канифоль, он говорил с таким таинственным видом, словно сообщал об открытом им заговоре.

Первый день практики прошел Для Миши незаметно и быстро. В середине дня рассыльная занесла в комнату маленький ящик, доверху наполненный прозрачными пластинками и кубиками, попросила расписаться в какой-то бумажке и ушла.Вместе с ней вышел из комнаты и Владимир Иванович.

- Пьезоэлементы… - таинственно прошептал Женя, кивком головы показывая Мише на ящик. Так как практикант промолчал, то Женя счел необходимым сообщить кое-какие подробности об институте. - У нас в нижнем этаже, - заговорил он, глядя на Мишу - имеется цех, где выращиваются кристаллы сегнетовой соли, из которых делаются эти самые пьезоэлементы. Очень забавно… стоят большие банки с раствором сегнетовой соли, а в них, по мере того как испаряется вода, растут кристаллы. Вот такие иногда вырастают…- развел он руками. - Затем кристаллы пилят на пластинки. Потом поверхность пластинок покрывают электропроводным слоем… и получается пьезоэлемент. Вы знаете, как он работает?

Мише хорошо было известно, что такое пьезоэлемент и как он действует. Но его забавляла таинственность, с которой рассказывал об этом механик, и потому он попросил его объяснить.

- Вот смотрите… -продолжал Женя, вынимая из ящика одну из пластинок и не замечая иронического взгляда Миши. - Вы видите, что поверхность у нее покрыта словно серебром. Это электропроводные слои. Теперь, что получается?… Вы присоединяете к этим серебристым поверхностям провода с электрическим напряжением - пластинка сразу немного удлиняется. Незаметно для глаз, конечно. На очень маленькую величину. А если подключить переменное напряжение? Что будет? А получится то, что пластинка попеременно начнет удлиняться и укорачиваться. Вибрировать! - глаза молодого механика загорелись.Вибрировать! Колебаться! - продолжал он, быстрым движением пальцев показывая, как именно должна вибрировать пластинка. - Это свойство некоторых кристаллов расширяться и сужаться под влиянием электрического напряжения и называется пьезоэффектом. Теперь посмотрите, где это можно применить на практике. Можно сделать излучатель звука. Если такую вибрирующую пластинку из сегнетовой соли прижать, например, к мембране, то она тоже начнет колебаться вместе с пластинкой и излучать звук в воздух или в воду.Самый высокий, даже уже не слышимый человеческим ухом звук - ультразвук, может вырабатывать излучатель, построенный из принципа пьезоэффекта!

- Очень интересно,- заметил Миша.

- Это еще не все, - продолжал механик, чуть-чуть улыбнувшись.- А как устроены гидрофоны - приемники звука в воде? Разные, конечно, бывают, но наиболее чувствительные - это те, что работают на принципе пьезоэффекта. Тут уже играет роль закон обратимости… Пьезоэлемент, если к нему подводить электрическое напряжение, сжимается или расширяется. А если его самого сжимать, и расширять, то на его проводящих поверхностях появится электрическое напряжение. Представьте себе мембрану! Она, конечно, как и всякая мембрана, круглая пластинка из упругого материала: железа, дюралюминия или слюды всегда колеблется, незаметно для глаза, от звука - волнообразных колебаний в воздухе или в воде. Значит, если к мембране прикрепить пьезоэлемент, то мембрана будет его немного сжимать и растягивать. На поверхности кристалла образуется благодаря этому переменное электрическое напряжение. Таким образом, все это устройство будет принимать звук и превращать его в электрические колебания, - что и полагается делать любому гидрофону. Вам ясно?

- Очень ясно. Спасибо, - ответил Миша, сдержанно улыбаясь. - А теперь я вам расскажу, как решается задача направленности в приеме звука: нам важно, чтобы гидрофон принимал хорошо только звук, поступающий из определенной точки. Вот, слушайте…

Однако механику объяснить принципы аппаратуры для направленного приема звука так и не удалось. Он вдруг вспомнил, что за разговором забыл о деле.

- А лак-то, наверное, уже просох… - проговорил он встревоженно. - Значит мы с вами можем наматывать катушку дальше! А мы сидим и болтаем… Давайте-ка примемся за работу.

В комнату вошел Владимир Иванович. Он попросил Мишу подсесть к письменному столу, а затем задал ему следующий вопрос: