Isovaarin vanhasta putkiradiosta voi vielä löytää triodeja. Tällä elektroniikan työjuhdalla ja transistorin edeltäjällä on takanaan pitkä ja upea ura.


Tällä elektroniikan työjuhdalla ja transistorin edeltäjällä on takanaan pitkä ja upea ura.



Sähkö alkoi mullistaa elämänmenoa 1800-luvun lopussa. Puhelin, hehkulamppu ja sähkömoottori olivat uusia ihmeellisiä keksintöjä. Kaikkein ihmeellisin oli radioaaltoihin perustuva langaton lennätin, jolla viestejä voitiin välittää Atlantinkin yli.

Radiolaitteet olivat varsin kummallisia vekottimia sata vuotta sitten. Aaltoja luotiin kipinävälilähettimellä: johtimien välissä olevaan rakoon kytkettiin niin suuri jännite, että raon yli iski kipinä. Se oli itse asiassa nopeasti edestakaisin syöksähtelevä virta, ja antenniin syötettynä tämä lyhyt virtapulssi sai aikaan radioaaltoja.

Morsetusavainta painettaessa raossa kipinöi ja radioaallot lähtivät matkaan. Vastaanottoon tarvittiin antenni ja jonkinlainen ilmaisin, joka reagoi sähkö- tai magneettikenttään.

Lähettimet olivat järeitä ja vastaanottimet krouveja. Parempaa oli onneksi tulossa.

Thomas Edison oli 1880-luvulla huomannut oudon jutun. Kun hän asetti hehkulamppuun kaksi johdinta, elektrodia, virta kulki niiden välillä mutta vain yhteen suuntaan.

Kun 1897 löydettiin elektroni, Edisonin ilmiö selittyi: kuumasta langasta irtoaa pieniä sähköhiukkasia, elektroneja, jotka kuljettavat virtaa. Mielenkiintoiselle ilmiölle löytyi käyttöä, kun John A. Fleming 1904 oivalsi, että kaksielektrodista tyhjiöputkea eli diodia voitaisiin käyttää radioaaltojen vastaanottoon.

Syntyi kilpailusta

Lee de Forest oli ahkera keksijä, jolle kertyi patentteja yli 300. Hän oli langattoman lennättimen pioneeri ja yritti kilpailla alan toisen uranuurtajan, Guglielmo Marconin, perustaman mahtavan yhtiön kanssa. Marconin tiimiin kuuluva Fleming oli tietysti patentoinut diodinsa, ja de Forest yritti kehittää siitä oman versionsa. Vuonna 1906 onni potkaisi.

De Forest asetti kokeilumielessä anodin ja katodin väliin lasiputkeen vielä kolmannen elektrodin, hilan, ja teki samalla yhden viime vuosisadan tärkeimmistä keksinnöistä. Hila oli mutkitteleva metallilanka, jonka jännitettä muuttamalla voitiin ohjata katodista anodiin kulkevien elektronien virtaa. Pienellä teholla oli siis mahdollista ohjata suuremman tehon kulkua eli vahvistaa heikkoja signaaleja!

Triodista, jota de Forest kutsui audioniksi, alkoi uusi elektroniikan aikakausi.

Triodi oli yleiskäyttöinen komponentti, jolla voitiin vahvistamisen lisäksi tehdä paljon muutakin. Jos vahvistuneesta signaalista syötettiin osa sopivasti takaisin hilaan, triodi alkoi värähdellä itsekseen. Se muutti siis tasavirtalähteen energiaa suurtaajuussignaaliksi eli toimi oskillaattorina. Triodi soveltui myös ilmaisimeksi, sekoittimeksi ja modulaattoriksi, jotka ovat tärkeitä nykyradion osia (ks. Tiede 8/2006, s. 56-57).

Toi oopperankin kotiin

De Forest rakasti oopperaa ja toivoi, että jonain päivänä kaikki voisivat nauttia tästä taiteesta kotonaan. Toive toteutui, kun triodi vapautui lastentaudeista.

Aluksi triodit särkyivät helposti, eikä tehoa irronnut paljonkaan. Tyhjiötä parannettiin ja uusia materiaaleja ja rakenteita kokeiltiin. Myös hilojen määrää kannatti lisätä. Näin syntyi kaksihilainen tetrodi ja kolmihilainen pentodi ja monia muita triodin jälkeläisiä, joissa tyhjiössä tai kaasussa kulkevien elektronien virtaa ohjailtiin sähkö- ja magneettikentillä.

Vanha kipinälähetin tuotti lyhyitä pulsseja ja soveltui morsetukseen mutta ei puheen tai musiikin lähettämiseen. Triodilla sen sijaan voitiin luoda jatkuvaa aaltoa, jota moduloitiin äänen tahdissa. Monet radioamatöörit ryhtyivät kokeilemaan äänen lähettämistä, ja 1920-luvun alussa yleisradiolähetyksistä tuli jo säännöllisiä.

Ensin ohjelmia seurattiin yksinkertaisilla kidekoneilla, mutta pian markkinoille tuli putkiradioita, jotka olivat monessa suhteessa ylivoimaisia kidevastaanottimiin verrattuna - kiitos triodin.

Tutkiin ja tietokoneisiin

Yleisradion lisäksi elektroniputkia käytettiin monissa muissakin sovelluksissa. Radiopuhelinyhteys Atlantin yli onnistui ensimmäisen kerran 1915 putkilähettimellä. Radiopuhelimesta tuli myös poliisin apuri rosvojen jahtaamisessa, kun putkiradio asetettiin T-Fordin takapenkille Detroitissa 1921.

Triodit toimivat lankapuhelinverkon vahvistimina. Toisen maailmansodan alla monissa maissa kehitettiin tutkaa, jossa elektroniputket olivat tärkeitä. Ensimmäinen täysin elektroninen tietokone, 1946 valmistunut ENIAC, perustui sekin elektroniputkiin. Niitä oli 30-tonnisessa laskimessa peräti 18 000.

Putkien valtakausi kesti 1950-luvulle, jolloin puolijohdetekniikka ja transistorit alkoivat syrjäyttää niitä. Transistorit ovatkin nykyelektroniikan ehdoton kunkku, koska niitä voidaan pakata pieneen siruun paljon ja ne tulevat toimeen matalalla jännitteellä. Esimerkiksi kännykän koko elektroniikka mahtuu yhden triodin kokoiseen tilaan.

Putkilla on kuitenkin vielä elinvoimaa. Kun tarvitaan suuria tehoja tai laitteiden on kestettävä voimakkaita häiriöpulsseja, hyödynnetään elektroniputkia. Niitä käytetään edelleen esimerkiksi yleisradion lähettimissä.
Keittiön mikroaaltouunissa puksuttava ontelomagnetroni on yksi triodin jälkeläisistä. Myös hifi-intoilijoiden audiolaitteissa on vielä putkia. Satavuotias ei ole päässyt eläkkeelle.


Arto Lehto on radiotekniikan dosentti Teknillisessä korkeakoulussa.

Kätevä sana on valunut moneen käyttöön.

Makea vesi kuuluu elämän perusedellytyksiin. Siksi tuntuu itsestään selvältä, että vesi-sana kuuluu suomen kielen vanhimpiin sanastokerroksiin.

Se ei kuitenkaan ole alun perin oma sana, vaan hyvin vanha laina indoeurooppalaisista kielistä, samaa juurta kuin saksan Wasser ja englannin water.

Suomensukuisissa kielissä on toinenkin vettä merkitsevä sana, jota edustaa esimerkiksi saamen čáhci, mutta sen vastine ei syystä tai toisesta ole säilynyt suomessa. Ehkäpä indoeurooppalainen tuontivesi on tuntunut muodikkaammalta ja käyttökelpoisemmalta.

Tarkemmin ajatellen vesi-sana on monimerkityksinen. Luonnon tavallisimman nesteen lisäksi se voi tarkoittaa muunkinlaisia nesteitä, kuten yhdyssanoissa hajuvesi, hiusvesi tai menovesi.

Vesiä voi erotella käsittelyn tai käyttötarkoituksen mukaan, vaikka Suomen oloissa juomavesi, kasteluvesi ja sammutusvesi ovatkin usein samaa tavaraa. Sade- ja sulamisvesistä tulee varsinkin asutuskeskuksissa viemäröitävää hulevettä. Murteissa hulevesi tarkoittaa tulvaa tai muuta väljää vettä, esimerkiksi sellaista, jota nousee sopivilla säillä jään päälle.

Luonnon osana vesi voi viitata erilaisiin vedenkokoumiin, etenkin järviin. Suomen peruskartasta löytyy satoja vesi-loppuisia paikannimiä, joista useimmat ovat vesistönnimiä, kuten Haukivesi, Hiidenvesi tai Puulavesi.

Useat vesien rannalla olevat asutuskeskukset ovat saaneet nimensä vesistön mukaan. Vesi-sana ei enää suoranaisesti viittaa veteen, kun puhutaan vaikkapa Petäjäveden kirkosta tai Ruoveden pappilasta.

Vesi-sanasta on aikojen kuluessa muodostettu valtava määrä johdoksia ja yhdyssanoja. Näistä suuri osa on vanhoja kansanomaisia murresanoja, kuten vetelä, vetinen, vetistää ja vettyä.

Vesikosta on muistona enää nimi, sillä tämä vesien äärellä ja vedessä viihtyvä näätäeläin on hävinnyt Suomesta 1900-luvun kuluessa. Myyttisiä veden asukkaita ovat olleet vetehinen ja vesu eli vesikyy, jotka mainitaan myös Kalevalassa.

Antiikista 1700-luvun loppupuolelle asti uskottiin veden olevan yksi maailman alkuaineista. Sitten selvisi, että se onkin vedyn ja hapen yhdiste. Oppitekoinen uudissana vety tuli suomen kielessä tarpeelliseksi kuitenkin vasta 1800-luvun puolimaissa, kun luonnontieteistä alettiin puhua ja kirjoittaa suomeksi.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehden numerossa 11/2018

Alzheimerin tautiin tarkoitettu lääke auttoi unien hallintaa.

Jos haluat hallita uniasi, se voi onnistua muistisairauden hoitoon tarkoitetulla lääkkeellä. Lääke virittää ihmisen näkemään niin sanottuja selkounia, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Selkounessa ihminen tiedostaa näkevänsä unta ja pystyy jopa vaikuttamaan siihen.

Joka toinen ihminen on mielestään nähnyt selkounen ainakin kerran elämässään. Joka neljäs näkee niitä kuukausittain, arvioi parin vuoden takainen tutkimuskatsaus.

Alzheimerlääke auttoi tuoreessa yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa koehenkilöitä selkouniin. Koehenkilöistä nuori nainen onnistui unessa rullaluistelemaan tavaratalossa, kun oli ensin suunnitellut sitä valveilla.

”Luistelimme ystäväni kanssa pitkin käytäviä. Oli niin hauskaa, että upposin täysillä uneen mukaan”, 25-vuotias nainen kuvailee.

Unet olivat koehenkilöiden mukaan lääkkeen vaikutuksesta todentuntuisempia kuin ilman lääkettä. Yhdysvaltalainen tutkimus julkaistiin Plos One -lehdessä.

Kokeessa tutkijat harjoittivat yli 120 eri ikäistä koehenkilöä näkemään selkounia. Ryhmään oli valkoitunut ihmisiä, jotka muistavat unensa hyvin ja ovat kiinnostuneita selkounista.

He opettelivat tekniikoita, joiden pitäisi helpottaa selkouneen pääsyä. Pitkin päivää ja ennen nukkumaan menoa voi esimerkiksi toistella itselleen, että kun näen unta, muistan näkeväni unta.

Unia voi visualisoida eli harjoitella mielessään etukäteen. Selkouneen päästyään voi tehdä todellisuustestejä, kuten onnistuuko seinän läpi käveleminen tai leijuminen.

Lääkekokeessa, jota johti selkounien uranuurtaja Stephen LaBerge, koehenkilöt saivat galantamiinia. Sitä käytetään lievän tai kohtalaisen vaikean Alzheimerin taudin hoitoon.

Lääke terästää asetyylikoliinin määrää aivoissa. Asetyylikoliini huolehtii viestien välityksestä aivosolujen välillä, virkistää muistia ja kiihdyttää rem-unta. Juuri remvaiheessa ihminen näkee yleisimmin unia.

Suurimman annoksen galantamiinia saaneista 42 prosenttia pystyi kuvauksensa mukaan selkouniin. Osuus oli huomattavasti suurempi osa kuin muissa koeryhmissä.

Koehenkilöiden unta ei mitattu unilaboratorioiden laitteilla, joilla tallennetaan silmien liikkeitä ja elintoimintoja. Tulokset perustuivat koehenkilöiden kertomaan.

LaBerge seurasi kuitenkin toisessa tuoreessa tutkimuksessaan silmien liikkeitä unennäön aikana. Silmien liikkeet kiihtyvät rem-unen aikana.

Kun koehenkilöt siirtyivät selkouneen, he liikuttivat silmiään ennalta sovitusti vasemmalta oikealle. Sitten heidän piti seurata unensa kohteita, joita he olivat ennalta visualisoineet.

Silmät liikkuivat sulavasti, samoin kuin ihmisen seuratessa katseella todellista kohdetta. Kuviteltua kohdetta seuratessa silmät liikkuvat nykäyksittäin.

Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä.

Kysely

Oletko nähnyt selkounta?

mdmx
Seuraa 
Viestejä5216
Liittynyt23.11.2009

Viikon gallup: Oletko nähnyt selkounta?

Käyttäjä4499 kirjoitti: Mikä on mt häiriö? Kuten sanoin, minusta lääkkeen käyttö tuohon tarkoitukseen on arveluttavaa. Siinä mennään ehkä peruuttamattomasti alueelle, jonne ei pitäisi mielestäni olla mitään asiaa suoranaisesti. Ehkä en nyt vain ymmärrä tarvetta nähdä hallittua "unta" - miksi ei vain kuvitella? Jos "hourailet" saman, tunnet sen varmaan voimakkaammin. Mutta toisaalta et ole siitä niin tietoinen kuin hereillä ollessa, vai mitä? Niin siis, siinä nimenomaan on täysin tietoinen että...
Lue kommentti