С тех пор как были открыты электрические явления, самые точные практические измерения всегда и неизменно подтверждали несколько законов, лежащих в основе электротехники. Например, было точно установлено, что сопротивление, оказываемое любым проводником проходящему через него электрическому току, при неизменных температурных условиях зависит только от вещества этого проводника И его размеров. Проводники из одного и того же материала и равные по размеру имеют одно и то же сопротивление. Проводники одинаковых размеров, но сделанные из разных материалов, имеют различное сопротивление. Чем проводник толще, тем меньше его сопротивление. Чем меньше сечение проводника, тем выше его сопротивление. Сопротивление проводника растет и при увеличении его длины.На основании опытов известным немецким физиком Омом был выведен один из основных законов электротехники—закон Ома. Этот закон гласит, что сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению, приложенному к концам проводника, и обратно пропорциональна его сопротивлению.Чтобы увеличить силу тока, проходящего через проводник, вдвое, надо напряжение на концах проводника увеличить тоже в два раза, или же, не меняя напряжения, вдвое уменьшить сопротивление проводника, укоротив его наполовину, или проложить вместо одного — два проводника одинакового сечения. Так вот, история электрического телевидения и началась, пожалуй, с таинственных и непонятных явлений, идущих, казалось бы, вразрез с законом Ома.Служащие телеграфной усилительной станции, расположенной в небольшом ирландском городке, в один холодный февральский день 1873 года были взволнованы. Без всякой видимой причины сигналы, передаваемые по подводному кабелю, соединяющему Европу с Америкой, стали то пропадать, то резко увеличиваться, нарушая работу чувствительных аппаратов. И чем больше измученные телеграфисты старались установить причину неполадок, тем больше у них создавалось неприятностей.После долгих поисков один служащий по фамилии Мэй заметил, что больше всего нарушений в линии получалось, когда он открывал дверцы шкафчика, в котором стояла батарея сопротивлений, сделанных из селена (химического вещества, близкого по свойствам к металлам), и предназначенная для регулирования силы сигналов, подаваемых в кабель. Провозившись еще долгое время с капризной батареей, телеграфист наконец заметил, что стоило ему открыть дверцу шкафа, когда на него падал яркий солнечный свет, как сила тока в кабеле увеличивалась чуть ли не вдвое. Когда же он закрывал дверцу шкафа, то сила тока в цепи возвращалась к нормальной величине. Ничего этого не замечалось в ночное время. Выходило, что под влиянием яркого света сопротивление стоящих там селеновых стержней уменьшалось, а в темноте оно снова возвращалось к норме.Так впервые было обнаружено, что селен, в отличие от всех других проводников, заметно меняет свое сопротивление в зависимости от того, находится ли он в тени или на солнце. Если направить на селен хороший луч света то его электрическое сопротивление резко уменьшилось и через него стал проходить на много больший ток, чем в тени. При этом, если переход от полной темноты к яркому свету происходил постепенно, так же постепенно менялась и сила тока, протекающего через селен.Столь необычайное поведение селена — «лунного металла», как он был назван открывшим его в 1817 году шведским химиком Берцелиусом, — вызвало среди ученых тех времен не малое волнение.И было отчего волноваться. Впервые, наконец, был переброшен мостик, связывающий световые явления с электрическими, а это обещало многое.Это многое не замедлило появиться.Прежде всего данное открытие положило начало совершенно новой отрасли науки, которая изучает электрические явления, вызываемые действием света, или фотоэлектрические явления.Свойство селена менять свое электрическое сопротивление под влиянием падающего на него света было названо внутренним фотоэлектрическим эффектом, или, просто, фотоэффектом.В распоряжении ученых вскоре появился прибор, позволяющий применять новый эффект в ряде самых разнообразных и порой неожиданных областей исследования, — фотоэлемент. Он представлял собой тонкую и небольшую пластинку кристаллического селена, помещенную в стеклянную колбу, из которой удален воздух.
Электрический ток от батареи проходит последовательно через фотоэлемент и измерительный прибор, показывающий силу протекающего в цепи тока. Пока фотоэлемент закрыт от действия света, электрический ток через цепь имеет величину, определяемую целиком нормальным сопротивлением селеновой пластинки. Но стоит направить на фотоэлемент луч света, как стрелка прибора тотчас же покажет возросшую силу тока. Сила тока будет возрастать в зависимости от яркости падающего на фотоэлемент света.Едва только были изучены свойства селена, как, словно из рога изобилия, посыпались проекты «электрического зрения». К тому времени уже можно было передавать на большие расстояния при помощи электрического тока сигналы азбуки Морзе, а вскоре удалось впервые передать по проводу и настоящую живую речь. Поэтому многим стало казаться, что всесильное и вездесущее электричество, все еще таинственное и таящее в себе бесчисленное количество чудес, могло дать средство для осуществления давнишней мечты человека — видеть на расстоянии.Эти проекты порой были самыми фантастическими. Некоторые утверждали, что — не дальше как через несколько лет — все слепые могут быть обеспечены электрическими глазами, что при помощи электрических аппаратов можно будет рассмотреть обратную сторону Луны и т. д.Под влиянием этих фантастических проектов наивными были и первые опыты. Например, при помощи фотографического объектива пробовали наводить изображение какого-либо предмета на пластинку из селена и ждали, что удастся отметить какие-либо закономерности или изменения в силе протекающего через фотоэлемент тока, которые позволили бы осуществить передачу изображений на расстояние.Но из этих попыток, конечно, ничего не получилось.Удалось установить только то, что селен был чувствителен лишь к общему количеству падающего на него света и никак не отзывался на то, что находится перед ним — человек, дерево или дом, если количество света, отражаемого на фотоэлемент от любого из них, было одинаковым. Селен мог еще обнаружить, какой был перед ним предмет: светлый или темный, светлее или темнее.Вновь открытый «электрический глаз» пока еще ничего не видел и никак не поддавался этим наивным, но упорным усилиям первых неудачников.После всех этих неуспехов стало ясно, что решить задачу сразу, «кавалерийским наскоком», не удастся. Да и решать, видимо, нужно было как-то по-другому. Снова стали изучать устройство человеческого глаза и сам процесс зрения, и вскоре ученые пришли к выводу, что искусственный, «электрический глаз» надо строить по образу человеческого глаза. Предстояла очень большая, тяжелая и, главное, длительная работа.Предположение, что «электрический глаз» должен быть похожим на человеческий, было вполне обоснованным. Чувствительный к свету селен казался подходящей заменой сетчатки глаза. Трудно было только создать большое число отдельных чувствительных элементов, из которых она состоит. Увеличительное стекло, или линза, в первом приближении вполне заменяло хрусталик глаза, а пучок электрических проводов — зрительный нерв.
Электрический ток от батареи проходит последовательно через фотоэлемент и измерительный прибор, показывающий силу протекающего в цепи тока. Пока фотоэлемент закрыт от действия света, электрический ток через цепь имеет величину, определяемую целиком нормальным сопротивлением селеновой пластинки. Но стоит направить на фотоэлемент луч света, как стрелка прибора тотчас же покажет возросшую силу тока. Сила тока будет возрастать в зависимости от яркости падающего на фотоэлемент света.Едва только были изучены свойства селена, как, словно из рога изобилия, посыпались проекты «электрического зрения». К тому времени уже можно было передавать на большие расстояния при помощи электрического тока сигналы азбуки Морзе, а вскоре удалось впервые передать по проводу и настоящую живую речь. Поэтому многим стало казаться, что всесильное и вездесущее электричество, все еще таинственное и таящее в себе бесчисленное количество чудес, могло дать средство для осуществления давнишней мечты человека — видеть на расстоянии.Эти проекты порой были самыми фантастическими. Некоторые утверждали, что — не дальше как через несколько лет — все слепые могут быть обеспечены электрическими глазами, что при помощи электрических аппаратов можно будет рассмотреть обратную сторону Луны и т. д.Под влиянием этих фантастических проектов наивными были и первые опыты. Например, при помощи фотографического объектива пробовали наводить изображение какого-либо предмета на пластинку из селена и ждали, что удастся отметить какие-либо закономерности или изменения в силе протекающего через фотоэлемент тока, которые позволили бы осуществить передачу изображений на расстояние.Но из этих попыток, конечно, ничего не получилось.Удалось установить только то, что селен был чувствителен лишь к общему количеству падающего на него света и никак не отзывался на то, что находится перед ним — человек, дерево или дом, если количество света, отражаемого на фотоэлемент от любого из них, было одинаковым. Селен мог еще обнаружить, какой был перед ним предмет: светлый или темный, светлее или темнее.Вновь открытый «электрический глаз» пока еще ничего не видел и никак не поддавался этим наивным, но упорным усилиям первых неудачников.После всех этих неуспехов стало ясно, что решить задачу сразу, «кавалерийским наскоком», не удастся. Да и решать, видимо, нужно было как-то по-другому. Снова стали изучать устройство