Elektronka

 

Elektronka

Dnes mnozí znají elektronku už jen jako obrazovku televizního přijímače, monitoru počítače případně osciloskopu. Byla však doba, kdy se bez elektronek neobešel žádný elektronický přístroj. Televizor, radiový přijímač, magnetofon, zesilovač, vysílačka, to vše se neobešlo bez elektronek. Pojďme se podívat po stopách tohoto největšího vynálezu v dějinách radiotechniky. . .

 

Anglický fyzik a chemik Frederic Guthrie vzal v roce 1873 do ruky tyč s rozžhavenou železnou koulí na jejím konci a přiblížil ji k nabitému elektroskopu. V tu chvíli uviděl, že se rozestouplé lístky pozlátka svěsily: elektroskop se vybil! Tento náhodný objev byl tím prvním krůčkem, na jehož druhém konci byly elektronky a fotonky.

 

Z tohoto poznatku vycházeli dva němečtí vědci, Julius Elster a Hans Friedrich Geitel, kteří při svých pokusech, konaných o 10 let později, přišli jednak k závěru, že plyn mezi rozžhaveným a jiným tělesem (i studeným) vede elektrický proud, a jednak, že tento proud vede jen jedním směrem.

 

V té době se Edison snažil vyřešit záhadu, proč některá místa uhlíkových vláken jeho žárovek svítí jasněji a proč se proti nim tvoří na baňce začernalé skvrny. Nejzřetelnější byla skvrna při přepálení vlákna a to vždy blíže jen jednomu konci vlákna. Edison nechal do baňky zatavit drát, na jehož konci - v prostoru mezi smyčkou žhavicího vlákna - byla malá destička. Tuto žárovku s vyčerpaným vzduchem připojil na stejnosměrný elektrický proud. Potom vývod destičky střídavě spojoval se záporným a  kladným koncem vývodů vlákna žárovky. V jednom případě se nedělo nic, v druhém se ručička galvanoměru neomylně vychýlila: Vzduchoprázdným prostorem mezi žhnoucím vláknem a plechovou destičkou protékal elektrický proud!

 

Edison si tento podivný úkaz nedovedl vysvětlit. Nevěděl, že objevil zlatý poklad. Netušil, že sestrojil něco daleko důmyslnějšího než byla žárovka. A nelze se divit. Vždyť Edison nebyl vědec. Vědu nenáviděl a matematiku nejvíc. Jeho vynálezy vznikaly cestou pokusů a omylů. Byl to “jen” geniální vynálezce.

 

Byl to však také typický Američan, jehož jediným “štěstím” byl komerční úspěch. Jako mnozí jiní nechápal, že by také někdo mohl něco tvořit a používat jen tak, pro své vlastní uspokojení, pro radost sobě i druhým. A tak, aby mu “štěstí” neuniklo, nechal si tento jev - i když nevěděl o co se jedná a k čemu by to bylo dobré - patentovat. Patent číslo 307 031 obdržel 21. října 1884. Netušil, že si vlastně nechal patentovat první elektronku.

 

Původ jevu, který se nechal Edison patentovat, objasnili v roce 1897 pozdější nositelé Nobelovy ceny, Angličan Joseph John Thomson a Němec Philipp Eduard Anton (původem Slovák): Nositeli proudu byly částice, které Angličan Johnston Stoney nazval elektrony.

 

Profesor londýnské univerzity John Ambrose Fleming byl velmi nadaný vědec. Pro realizaci projektu první transatlantické jiskrové telegrafní stanice bylo potřeba zvýšit výkon vysílače a zejména citlivost detektoru. Mechanické detektory už byly na konci svých “sil”, a tak si Fleming vzpomněl na Edisonův jev. A tak jako detektor použil “Edisonovu žárovku”: Vysokofrekvenční telegrafní proudy byly usměrněny. Tak vznikla první opravdová elektronka - dioda. Původně se nazývala “oscillation receiving valve” a 16. února 1904 získala britský patent č. 24 805.

Něco podobného jako Fleming vyrobil i Američan Lee de Forest. Na rozdíl od něho však zjistil, že přes sluchátka a baterii uniká do země více energie než ji prochází detektorem. Po různých pokusech tuto závadu odstranil tím, že dal do lampy zatavit další vývod, který uvnitř baňky tvořil šroubovici umístěnou mezi vláknem a destičkou. Svou elektronku nazval audion - z latinského “audio - “slyším”. Svůj audion vyzkoušel v roce 1906 vskutku neobvyklým způsobem: nabídkou k sňatku. Radiové vlny spojily jejich domovy a oba si do mikrofonů řekli své ano. Na rozdíl od audionu, toto “radiové” manželství nevydrželo ani jeden rok. . .

První elektronky byly poměrně nespolehlivé. Zejména proto, že obsahovaly značné množství zbytkových plynů. Vyrobit první vysoce čerpanou elektronku podle dnešních představ se podařilo až v roce 1915.

 

Vývoj však pokračoval dál. Do elektronky se postupně přidávaly další funkční části s vývody. Pro přehlednost se později začalo těmto částem říkat elektrody a každá z elektrod dostala své jméno: žhavicí vlákno je katoda, plíšek proti ní anoda a šroubovice mezi nimi mřížka. Podle počtu elektrod se pak začaly elektronky dělit na diody (dvě elektrody), triody (tři elektrody), tetrody (čtyři elektrody - vynalezl v roce 1916 Němec Walter Schottky), pentody (pět elektrod - vynalezena asi v roce 1923).

S postupem doby byly elektronky dále zdokonalovány: Uhlíkové vlákno bylo nahrazeno wolframovým. Ale ani to nestačilo. Pro zvýšení výkonu emitujících elektronů se na povrch vlákna začaly nanášet různé povlaky.

 

Dnes, v době polovodičů se zdá, že elektronky už mají odzvoněno. Přesto se zdá, že se ještě nějaký čas udrží: Mimo jiné se totiž ukazuje, že “fajnšmekrům” lépe vyhovuje zvuk elektronkových zesilovačů. . .