Лучи света, падая на внутреннюю поверхность гиперболического зеркала, сходятся в одной точке, в фокусе гиперболы. Это известно. Теперь вот что неизвестно: я помещаю в фокусе гиперболического зеркала вторую гиперболу (очерченную, так сказать, навыворот) — гиперболоид вращения, выточенный из тугоплавкого, идеально полирующегося минерала — шамонита (В) — залежи его на севере России неисчерпаемы. Что же получается с лучами?
Лучи, собираясь в фокусе зеркала (А), падают на поверхность гиперболоида (В) и отражаются от него математически параллельно, — иными словами, гиперболоид (В) концентрирует все лучи в один луч, или в «лучевой шнур» любой толщины. Переставляя микрометрическим винтом гиперболоид (В), я по желанию увеличиваю или уменьшаю толщину «лучевого шнура». Потеря его энергии при прохождении через воздух ничтожна. При этом я могу довести «шнур», практически до толщины иглы.
— Во время первых опытов я брал источником света несколько обычных стеариновых свечей. Путем установки гиперболоида (В) я доводил «лучевой шнур» до толщины вязальной спицы и легко разрезывал им дюймовую доску. Тогда же я понял, что вся задача — в нахождении компактных и чрезвычайно могучих источников лучевой энергии. За три года работы, — стоившей жизни двоим моим помощникам, — была создана вот эта угольная пирамидка. Энергия пирамидок настолько уже велика, что, помещенные в аппарат, — как вы видите, — и зажженные (горят около пяти минут), они дают «лучевой шнур», способный в несколько секунд разрезать железнодорожным мост… Вы представляете, какие открываются возможности? В природе не существует ничего, что бы могло сопротивляться силе «лучевого шнура»… Здания, крепости, дредноуты, воздушные корабли, скалы, горы, кора земли — все пронижет, разрушит, разрежет мой луч.
А. ТОЛСТОЙ «ГИПЕРБОЛОИД ИНЖЕНЕРА ГАРИНА»
Алексей Николаевич Толстой (1883–1945) — русский советский писатель, автор выдающегося произведения советской литературы — трилогии «Хождение по мукам», исторического романа «Петр I», повестей, пьес и рассказов. Большой любовью у детей пользуется его сказка «Золотой ключик, или приключения Буратино». Первым научно фантастическим романом писателя был «Аэлита» (1922–1923), а затем «Гиперболоид инженера Гарина» (1925–1926).
С. В.
И ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТЬ
Не правда ли, прочитав описание гиперболоида инженера Гарина, вы сразу же подумали о лазере? Да, очень часто лазер даже специалисты называют современным гиперболоидом. Ведь и гиперболоид и лазер испускают пучок световых лучен, обладающих такой колоссальной энергией, что он легко режет сталь.
Вспомните, как в 1927 году сокрушал луч гиперболоида заводы Анилиновой кампании, как вгрызался в толщу земли, как резал металл, будто масло. А немногих более десяти лет назад американские ученые Питер Френкен и Джон Уорд лучом лазера резали всего лишь бритвенное лезвие, помещенное в стеклянную трубку. Однако, резания в обычном значении слова не получалось: там, куда направленный луч попадал, металл… испарялся. Однако если гиперболоид действовал в романе, то лазер работает в действительности. И на этом отличия гиперболоида Петра Гарина и лазера не кончаются, а только начинаются.
Сначала разберем отличия в природе излучений.
Пирамидки, от которых работал гиперболоид, сгорая, давали неупорядоченные световые волны. В лазерном излучении нет никакого «разнобоя» световых волн, поэтому его и называют упорядоченным — когерентным. Известные до сих пор источники света не могли испускать когерентного излучения, поскольку нужны для этого особые условия. Упорядоченного излучения удалось добиться только тогда, когда физики научились заставлять электроны выделять порции энергии как бы по команде. Такой процесс называют вынужденным излучением (более подробно мы рассказывали о лазерах в «Горизонтах техники для детей» в № 7/71).