Твердые усилители проще в эксплуатации, более прочны, не требуют для своей работы очень высоких напряжений. Они позволяют получать изображения в более широком диапазоне световых волн. Некоторые типы преобразователей очень чувствительны к рентгеновским лучам. Применение светоусилительных панелей в рентгеноскопии намного сократит дозы вредного облучения пациента и врача. В то же время осмотр будет более легким, так как изображение получается значительно более ярким, чем на теперешних экранах, применяемых в рентгеновских установках. Другие типы твердых усилителей чувствительны к инфракрасным лучам, длины волн которых лежат за пределами чувствительности электронно-оптических преобразователей.

Один из важнейших недостатков фотосопротивлений — их инерционность. В современных твердых усилителях она особенно сказывается. Проявляется она таким же образом, как и инерционность глаза, — в виде последовательных образов (положительных и отрицательных, в зависимости от условий). В жизни последовательные образы редко мешают нам и мы даже не замечаем их. Но последовательные образы в твердых усилителях проявляются неизмеримо заметнее. Они бывают очень яркими и сохраняются в течение довольно долгого времени: объект может уже исчезнуть, а на экране твердого усилителя он по-прежнему будет виден. Поэтому твердые усилители пока используют только для наблюдения неизменных или очень медленно меняющихся изображений. Надо надеяться, что со временем этот недостаток полупроводниковых усилителей света будет устранен. Но удастся ли при этом сохранить столь высокую чувствительность, сказать пока еще трудно.

До сих пор речь шла о таких фотоэлементах, которые пропускают через себя ток, проводят его под воздействием света, но только в том случае, если к ним подключен источник напряжения: батарея, выпрямитель и тому подобное. Сами по себе эти фотоэлементы не отдавали тока во внешнюю цепь при освещении светом любой интенсивности.

Но, оказывается, есть фотоэлементы и с иными свойствами. Под воздействием света они отдают во внешнюю цепь ток, пропорциональный падающему световому потоку, без помощи внешних источников электрической энергии. Фотоэлементы такого типа сами являются источниками электрической энергии. Они вырабатывают ее из лучей падающего света и таким образом являются преобразователями световой энергии в электрическую.

До недавнего времени такие фотоэлементы изготавливались только из селена. О них хорошо знают фотолюбители, потому что в электрических фотоэкспонометрах как раз и применяются селеновые фотоэлементы. Но они являются очень плохими преобразователями энергии, их коэффициент полезного действия крайне мал, и поэтому они непригодны для получения сравнительно больших количеств электрической энергии.

В последние годы ученые всего мира напряженно трудились над созданием высокоэффективных преобразователей энергии солнечного света. Такие преобразователи часто называют солнечными элементами. Для их изготовления используют новые материалы полупроводниковой техники. Особенно больших успехов в создании высокоэффективных солнечных батарей добились советские ученые, которыми руководил недавно скончавшийся выдающийся деятель науки академик А. Ф. Иоффе. Коэффициент полезного действия солнечных элементов уже достаточен для того, чтобы их можно было применять в качестве источников электрической энергии для питания различных электрических и электронных устройств на спутниках Земли и на межпланетных станциях.

О том, как работают фотоэлементы подобного рода, невозможно здесь рассказать. Процессы, происходящие в кристалле полупроводника, используемого для создания солнечных элементов, очень сложны, и даже ученые поняли их достаточно полно совсем недавно. Для того чтобы их описать, пришлось бы предварительно рассказывать о многих важных физических понятиях, существующих в физике полупроводников. Суть же работы солнечных элементов сводится к тому, что ученые и инженеры нашли способы заставить освобождающиеся под воздействием света носители заряда двигаться не хаотически в самых разнообразных направлениях, а только в одном.

Вы, конечно, прекрасно представляете себе, как передаются телеграфные сообщения с помощью азбуки Морзе. Независимо от того, используется ли связь по проводам или по радио, оператор преобразует текст сообщения, каждую его букву, каждый знак в комбинацию электрических посылок различной длительности. В зависимости от скорости передачи длительность их меняется. Чем выше скорость передачи, тем она короче. Но при любой скорости передачи остается неизменным соотношение длительности посылок; тире длится в строго определенное количество раз дольше точки.

С помощью азбуки Морзе можно легко передать любое текстовое или цифровое сообщение. Но не всякое сообщение, не всякие сведения можно непосредственно выразить словами или цифрами. Очень много сведений, или, как говорят, информации, не поддаются вполне точному, адекватному переводу в слова. К разряду такой информации относятся сведения, содержащиеся в рисунках, фотографиях, чертежах.

Каким же путем можно передавать на большие расстояния подобную информацию? Неужели только по старинке — по почте? К счастью, изобретатели нашли способы передачи изображений с помощью электрических сигналов по проводам или по радио. Но если текстовые и цифровые сообщения преобразовывались в электрические сигналы с помощью зрения, мозга и руки человека, то преобразование изображений в электрические сигналы подобным же образом чрезвычайно трудоемко и не может быть использовано на практике.

Но все же стоит внимательно разобраться в том, какими путями можно передать изображение, пользуясь методами обычной телеграфии.

Представьте себе, что требуется передать изображение поверхности, разбитой на перемежающиеся черные и белые квадраты, точь-в-точь, как на шахматной доске. Глядя на изображение такой поверхности, мы легко придумаем первый, самый простой способ его передачи. Он будет состоять в том, что с помощью азбуки Морзе и обычного телеграфа (или радиотелеграфа) мы передадим оператору, находящемуся на приемном пункте, что изображение похоже на шахматную доску, что оно состоит из совершенно белых и совершенно черных квадратов, и после этого начнем передавать сведения о каждом из них.

Шахматная доска.

Те, кто играет в шахматы или хотя бы в «Морской бой», сразу поймут, как это проще всего сделать: а1 — черный, сЗ — черный, е8 — белый и так далее, пока не будут переданы сведения обо всех 64 квадратах.

Но такой способ передачи беспорядочен, а потому сложен и может привести к ошибкам. Не представляет труда значительно упростить передачу, если сообщать данные о цвете клеток не вразброс, а по порядку — сперва о первом ряде клеток (о первой строке) слева направо, потом о втором ряде (о второй строке), и так далее. В этом случае после расшифровки сообщение будет выглядеть следующим образом:

a1 — черный, b1 — белый, c1 — черный, d1 — белый и так далее.

a2 — белый, b2 — черный, с2 — белый, d2 — черный и так далее.

a8 — белый, b8 — черный, с8 — белый, d8 — черный и так далее.

…

Вы видите, что при передаче данных таким способом в каждой строке восемь раз повторяется один и тот же знак — цифра, обозначающая порядковый номер строки. Для экономии времени передачи и сокращения излишних знаков, не содержащих новой информации, следует передавать эту цифру один раз. Мы как бы вынесем ее за скобку, поставив перед началом строки. Но и это еще далеко не предел для упрощения. Мы можем раз и навсегда договориться с принимающим телеграфистом, что вообще не будем передавать слова «белый» и «черный». Для краткости вместо слова «белый» будем посылать знак «тире» (—), а вместо «черный» совсем не будем посылать никаких сигналов, просто сделаем перерыв длительностью в одно «тире». Такое отсутствие сигнала тоже, по существу, является сигналом совершенно определенного смысла.