第二百五十九章 見證奇跡吧(下)

走進不科學 第二百五十九章 見證奇跡吧(下)

，走進不科學

“抓住電磁場中的波？”

聽到徐云這句話。

法拉第下意識便轉過頭，與好基友威廉·韋伯對視了一眼。

隨后兩位電磁學大佬同時想到了什么。

只見他們將目光轉移，投放到了教室中那塊巨大的鍍鋅金屬板上。

與尋常的可見光不同。

電磁場中如果真的存在一種波，那么它一定具備肉眼無法觀測的性質。

這是小孩子都懂的道理，畢竟如果能看到電磁波，法拉第等人早就注意到這東西了。

因此徐云所說的‘抓住’，必然不可能是直接將電磁波具現在所有人面前，而是以某個現象或者反應為證據。

就像法拉第當初做的鐵屑實驗：

當時他在一張紙上撒上了一層極細的鐵屑，在紙下面放一塊磁鐵，然后輕輕地敲這張紙。

于是，受到震動的鐵屑沿著一條條磁線，從磁體的北極到南極整齊地排列了起來。

法拉第由此發現了磁力線這個概念。

因此不出意外的話

徐云這次的‘捕捉’，顯然也是以現象代替實物，這點肯定不會有意外。

只是會是什么現象呢？

是物理反應？

還是說以現象代替不可見物？

而就在法拉第幾人思索之際，徐云又開口道：

“法拉第教授，現在可以開始試驗了嗎？”

法拉第這才回過神，對一旁的阿爾伯特親王投去了一個詢問的目光。

這位英倫半島的無冕之王雖然在專業知識上有些匱乏，但畢竟是現場地位最高之人，試驗必須要征得他的同意才能開始。

阿爾伯特親王朝法拉第微微頷首，對徐云說道：

“請開始吧，羅峰同學。”

徐云道了聲是，又用余光輕輕瞥了眼阿爾伯特親王。

剛剛這短短的幾個單詞里，阿爾伯特親王便停頓了足足兩次，停頓期間還伴隨著吞咽動作。

很明顯。

最終導致阿爾伯特親王英年早逝的胃部以及食道痙攣，此時已經有了比較清晰的癥狀。

阿爾伯特作為英國歷史上最有名的‘贅婿’，后世尤其是后世英國的醫學家，對于他生前的病情可謂探究頗多。

可以確定的是。

阿爾伯特親王在生前患有腰部風濕、前列腺肥大、胃痙攣以及反流性食管炎。

其中最后的兩者，大概率就是導致阿爾伯特親王去世的罪魁禍首。

這年頭的英國可沒有奧美拉唑，反流性食管炎無論是在發作的痛感還是威脅性上都要遠高于后世。

但徐云有些猶豫的是

他不確定自己該不該出手。

因為阿爾伯特親王這人原本的歷史中，對華態度實在是太奇怪太奇怪了。

首先作為利益階層，阿爾伯特親王必然有享受到一鴉給英國帶來的紅利。

但作為英國的無冕之王，他本人卻從來沒有對華夏表達過任何的態度或者指示。

他從頭到尾都沒有在意東方的局勢，生前關注點主要在德國、在美洲、工業和經濟方面。

東方仿佛壓根不存在一樣，負責對華策略的歷來都是英國首相。

上輩子徐云還托好友去幫忙收集過18401865年之間英國對華議案的掃描版，前后足足花了七百多塊錢，卻沒有發現哪怕一個是由阿爾伯特決定的議案。

且不說人品好壞，這從一個國家決策者的角度來看就完全不合理嘛任何一個歐洲的階層，誰會在19世紀忽略華夏？

但阿爾伯特就偏偏這樣做了。

就像你有個股票軟件，一年給你幾千萬的分紅利息，但你對于這部分錢從來都不關心，甚至連開個手機看看昨天漲了多少的念頭都沒有。

這顯然是一種非常非常奇怪的行為。

后世的金陵大學甚至還為此開過一個課題，研究過阿爾伯特親王的對華態度，但最終也沒有一個準確的結論。

所以徐云是真搞不懂這人到底是個啥性格。

要是格蘭特那種罪大惡極的洋槍隊隊長，或者林賽那種值得尊敬的國際友人，那處理起來反倒還容易很多。

想到這里。

徐云不由搖了搖頭，將這個念頭先拋到了腦后。

時間還長，慢慢觀察一下再說吧。

現在的當務之急，還是把實驗的事情給處理好，把法拉第的線給搭上。

隨后他走到了實驗發生器邊上，對湯姆遜道：

“湯姆遜先生，麻煩把房間的窗簾都拉下來吧。”

湯姆遜當即點了點頭，道：

“明白。”

刷啦啦

片刻過后。

教室黑色的布簾盡數被放了下來。

加上教室本就處于偏僻的角落，因此屋內此時不說漆黑一片吧，至少可以算是‘暗室’的標準了。

徐云又最后檢查了一番設備，接著按下了設備開關。

比起昨天的實驗，今天徐云所準備的發生器在規格上要更加精細一些：

銅球依舊不變，不過連接銅球的銅棒長度統一恒定在了12英寸，正方形鋅板的邊長則是16英寸。

很快。

滋滋滋

隨著電壓的升高，火花再次出現了。

緊接著。

隨著光線的反射，接收器上也同時出現了火花。

見此情形。

法拉第等人又彼此對視了一眼，瞳孔中閃過一絲疑惑。

現象依舊令人震撼，但似乎

與昨天的沒什么差別？

不過很快。

法拉第的注意力便被徐云手中的某個東西吸引了：

那是一個類似手電筒大小的玻璃管，內中放著一些黑色的粉末，看起來有些像是芝麻粉。

玻璃管外則有一根導線，導線兩端與玻璃管的兩頭對應連接，形成了一個回路，其中一端還掛著一臺電壓表。

法拉第見狀不由站起身，走到徐云身邊，指著玻璃管道：

“羅峰同學，這是什么東西？”

徐云看了他一眼，揚了揚玻璃管，笑著解釋道：

“這是一個金屬屑檢波器。”

“金屬屑檢波器？”

法拉第重復了幾遍這個詞，忽然想到了什么。

只見他猛然抬起頭，目光看向了那塊固定在墻上的巨大鍍鋅金屬板。

過了一會兒。

他面帶感慨的看向徐云，了然道：

“原來如此我明白了，是駐波，肥魚先生他利用了駐波，對嗎？”

徐云笑著點了點頭。

眾所周知。

光電效應作為物理學史上一個閃耀無比的節點，它在理論上的衍生方向多如牛毛，但在概念意義上其實主要只有兩點。

首先便是反駁了光的波動說它給波動說的大動脈上狠狠的來了三刀。

第一刀就是截止頻率。

也就是對于某種金屬材料，只有當入射光的頻率大于某一頻率v0時，電子才能從金屬表面逸出形成光電流。

這一頻率v0稱為截止頻率，也稱紅限頻率，極限頻率。

如果入射光的頻率v小于截止頻率v0，那么無論入射光的光強多大，都不能產生光電效應。

而按照波動光學的觀點。

無論頻率是多少，只要光強大，時間長，電子就能獲得足夠的動能脫離陰極。

第二刀是不能解釋為什么存在截止電壓，且只隨頻率變化：

按照波動光學的觀點，脫離陰極的電子的動能，應該正比于正比于光強和照射時間。

因此電子動能上限應隨著光強和照射時間而變化，也就是截止電壓會隨著光強變化。

第三刀則是瞬時性的問題即使光很弱，光電效應的反應時間還是很快，而且不隨光強變化。

按照波動光學的觀點。

在特定截止電壓下，產生光電效應的時間應該與光強成反比。

但事實上在光電效應中無論何光強，只要滿足截止頻率和截止電壓的要求，光電效應的產生時間都在10e14s量級。

不過還是那句話。

1850年的科學界對于微觀領域的認知還是太狹窄了，因此徐云并不準備在此時把整個光電效應的真相解釋清楚。

沒人知道答案，才能叫做烏云嘛。

他只是一個普通的搬運工，做了一點微小的工作而已，解答的事兒還是另請高明吧。

而除了反殺波動說之外。

光電效應的另一個概念級意義，就是驗證了電磁波的存在。

要知道。

如果單看光電效應現象本身，其實是不足以支撐電磁波或者說“初級線圈電磁振蕩，次級線圈受到感應”這個結論的。

那么赫茲是怎么實錘驗證電磁波的呢？

答案就是駐波法。

簡單的說，駐波駐波，就是賴著不走的波。

賴在那里不走呢？

當然是賴在兩個對立的平行墻面之間。

一個空間有三組對立的平行墻面，也就是你的前后、左右和上下。

它的實質就是空間的共振現象，綜合方程為yy1y22aos2πos2π。

從這個方程不難看出。

駐波的節距等于n倍的半波長，所以只要知道節距就能計算出原本的波長。

那么這樣一來，驗證電磁波的問題便可以歸結到另一個新環節了：

怎么確定節距？

在1887年，赫茲用一個精妙的設計給出了答案：

他先是同樣安排了一間密室，隨后設計出了一個由電波環原理組成的檢波器，用檢波器來對駐波進行了檢測。

這個檢波器不會顯示數字，但可以根據不同的情形發出火花：

波這玩意有波峰和波谷，檢波器在波峰和波谷的時候火焰最亮，在波峰與波谷之間的0值時沒有火焰。

由此測算自己所站的位置，就可以得出駐波的節距。

當然了。

赫茲的檢波器比較原始，靈敏度很低，所以徐云這次在檢波器上進行了一些改造：

他制作了一個鐵屑檢波器。

在光電效應沒有發生的時候，鐵屑是松散分布的。

整個檢波器就相當于斷路，電表就不會顯示電流。

而一旦檢測到電磁波。

鐵屑就會活動起來，聚集成一團，起到導體的作用，激活電壓表。

越靠近波峰或者波谷，鐵屑凝聚的就越多，電表上的數值也會越大。

這樣一來，比起肉眼觀測無疑是要清晰且精確的多了。

某種意義上來說。

這也是物理這門學科最為吸引人的地方。

有些時候你并不需要什么精確到飛米納米尺度的設備，思路才是最重要的。

像徐云當年在學校里的時候，有個實驗需要模擬蛛絲的震蕩，但一時間又找不到震蕩周期合適的設備。

結果有個女漢子當場掏出了按x棒和護x寶，隔著海綿墊完美模擬出了需要的周期數據。

那事兒一度成為了科大的傳說，后來徐云他們同學會的時候都還提起過。

當然了。

徐云他們一直有件事沒和那個妹子說清楚后來大家想了想，其實用剃須刀也是差不多的

咳咳，言歸正傳。

思路已經明晰，剩下的就很簡單了。

徐云讓發生器保持啟動狀態，將威廉·惠威爾準備好的幾個檢波器分法給了眾人，對駐波展開了檢測。

“這里電壓表為0，是個零值點！”

“1.7v還有比我更大的嗎？”

“應該沒有了，1.7看來就是波峰和波谷的位置。”

1.61.7，找到了，我這里是個峰值區域！”

一眾大佬的聲音在屋內此起彼伏，很快，幾個駐波的節距就被檢測了出來。

“0.26米”

看著統計對照后的數值，法拉第摸了摸下巴：

“駐波相消的兩點間距離是是半波長，也就是nλ/2，那么如此計算，電磁波的波長就是”

徐云點了點頭。

光電效應的主要譜線其實有兩條，一是6.5x107m，另一條則是4.8x107m。

這些尺度在經過駐波的放大后，很輕松就能在宏觀世界中測量出來。

換而言之

徐云真的‘捕捉’到了電磁波！

看著紙上的數值，又看了眼手中的檢波器。

法拉第在震撼嘆服的同時，心中也不由有些唏噓頹廢：

雖然早已知道無法與肥魚先生相比，但他無論如何也沒料到，自己與肥魚先生的差距竟然會如此之大

這個肥魚先生隨手設計的實驗，恐怕就足夠現場眾人回味一生了。

更別提按照徐云的說法。

這還只是肥魚先生設計出的實驗之一呢。

不愧是能和牛頓爵士并列的人物啊

總而言之。

事情到了這一步，接下來的事情就很簡單了。

這年頭赫茲還沒有提出頻率單位也就是赫茲的概念。

但頻譜這玩意兒早在小牛時期就被發明出來了，只是定義上還是比較靠近‘周期’而已。

徐云設計的這個發生器相當與一個震蕩偶極子，在發生期間會激起高頻的震蕩，感應線圈則會以每秒10100的頻率進行充電，產生的是一種阻尼震蕩圖。

知道匝數和功率，周期計算起來也就很簡單了。

因此很快。

波長與震蕩周期兩個數值，同時擺到了法拉第等人的面前。

法拉第凝視數值許久，最后拿起筆，開始了計算。

電磁波的頻率和波源振蕩頻率相同，波長則和介質的折射率有關。

空氣中的折射率雖然和真空不太一樣，但對于1850年的眾人來說，這個誤差基本上可以忽略。

唰唰唰

法拉第的筆尖沉穩而迅速的在紙上劃過。

數學不算很好的他面對眼下這種計算量，多多少少都會有些感到吃力。

幾分鐘后。

法拉第終于算好了最后一位數字。

就在他準備輕舒一口氣之際，眉頭下意識的又是一皺。

不知為何。

他總覺得紙上的這個數字，似乎有些熟悉？

眼見法拉第的表情有些遲疑，一旁的小麥有些忍不住了，這位對于知識的求知欲甚至堪比小牛來著。

只見他虎頭虎腦的湊上前看了幾眼，忽然輕咦一聲：

“2.97969x108m/s，這不是”

“光速嗎？！”

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很久沒求