Мерзиглас

Неизвестно, существуют ли ощущения (помимо боли), органически неприятные для человека, например, врожденным ли является отвращение, которое мы испытываем к запаху тухлых яиц или при виде паука? Не так давно, однако, создатели звуковоспроизводящей аппаратуры обнаружили эффект, неприятный для любого слуха. Некоторые транзисторные усилители создают так называемые переходные искажения (типа «ступенька»), при которых на синусоидальном сигнале (между положительным и отрицательным полупериодами) появляется «ступенька». На слух эти искажения воспринимаются очень болезненно, хотя коэффициент нелинейных искажений при этом невелик: ухо, привыкшее к естественным, почти синусоидальным звукам, плохо воспринимает столь необычный сигнал. Дедал советует вводить подобные искажения в голоса злодеев в радиоспектаклях, чтобы сделать их еще более отталкивающими; он видит в этом также средство для тайного саботажа назойливой рекламы или выступлений политических противников. Но можно пойти еще дальше и распространить этот принцип на световые колебания, также имеющие синусоидальную форму. В нелинейной оптике уже известно много материалов, оптические свойства которых изменяются под действием электрического поля (например, электромагнитного поля, т. е. света). Специалисты фирмы КОШМАР пытаются найти стекло, которое проводит электрический ток (и поэтому непрозрачно) в слабых полях, но становится изолятором (и приобретает прозрачность) в сильных полях. Такое стекло («мерзиглас») будет аккуратно «вырезать» из синусоиды участки с интенсивностью ниже пороговой, но в то же время пропускать пики без заметного ослабления. Световая волна, проходя через такое стекло, будет претерпевать сильнейшее искажение типа «ступенька».

Дедал не может предсказать, как будут выглядеть предметы сквозь мерзиглас фирмы КОШМАР, но предполагает, что они предстанут как бы в зыбком, неверном свете. Добавочные гармоники лишь слегка исказят цвета, но тем не менее придадут им тошнотворный оттенок. Дедал считает, что такие стекла найдут множество применений в светофорах, дорожных знаках, на выставках художников-авангардистов. Но главную пользу подобный материал принесет, вероятно, как способ лечения телевизионной мании. Экран из мерзигласа поможет многим безнадежным телеманьякам вернуться к нормальному образу жизни.

New Scientist, July 22, 1971

В старых усилителях на электронных лампах точность воспроизведения звука полностью определялась коэффициентом гармонических искажений: искажения не ощущались на слух, если этот коэффициент был ниже 0,2%. Однако многие транзисторные усилители звучат безобразно, несмотря на низкий коэффициент гармонических искажений. Многие известные специалисты винят в этом переходные искажения, которые возникают в усилителях класса Б, где усиление сигнала в положительный и отрицательный полупериоды производится разными транзисторами. Если характеристики этих транзисторов не абсолютно одинаковы, то на синусоидальном сигнале появляется ступенька. Воспринимаемое на слух искажение совершенно несоизмеримо с коэффициентом гармонических искажений (рис. 1).

Можно ли проделать аналогичный фокус со светом? Для начала естественно было бы воспользоваться полупроводниками, у которых обнаруживается эффект Овшинского. Эти полупроводники могут обладать самыми различными нелинейными характеристиками; для наших целей более всего подходит характеристика, изображенная на рис. 2.

Что произойдет с вектором электрического поля световой волны, если она пройдет через стекло с такой характеристикой? При малой величине электрического вектора (между точками A и B) рост напряженности поля вызывает увеличение силы тока через стекло. Стекло ведет себя как проводник с ненулевым сопротивлением и поэтому рассеивает или отражает свет подобно металлам: оно непрозрачно. Если же напряженность поля выше пороговой, то ток не возрастает. Теперь стекло ведет себя как изолятор и пропускает свет практически без потерь. В результате из синусоиды вырезаются участки вблизи нуля — появляются ступеньки. С формальной точки зрения это равносильно генерации высших гармоник, но глаз не спектрометр, и что он увидит, предсказать трудно.

Применение мерзигласа. На ум сразу приходят новые возможности психологического давления. Но можно найти и более простые применения. Как ни странно, усилитель с переходными искажениями звучит гораздо хуже прн малых уровнях громкости, чем при больших (при малых уровнях ступенька занимает значительную часть синусоиды). Аналогично свойства мерзигласа проявятся гораздо сильнее при слабом искусственном свете, чем в ярком свете дня. При достаточно низких интенсивностях света вектор электрического поля может вообще не достигать порогового значения и стекло останется полностью непрозрачным. Поэтому окна из мерзигласа могут заменить шторы. Яркий дневной свет пройдет в комнату не ослабляясь, а вечером слабое искусственное освещение не будет видно снаружи. Если даже свет частично и пройдет через стекло, то все равно никто не отважится подглядывать в окно из мерзигласа.