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第二百九十五章 推開微觀世界的大門

作者:新手釣魚人  分類: 科幻 | 超級科技 | 輕松 | 新手釣魚人 | 走進不科學 | 更多標簽...
 
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走進不科學 第二百九十五章 推開微觀世界的大門

“古斯塔夫,加外部場吧。”

聽到法拉第的這番話。

一旁的基爾霍夫立刻走到桌子的另一側,取出了兩塊電極。

這兩塊電極均為金屬材質,不過看不出具體的金屬種類,總之不是鋅就是鋁。

它們的大小有些類似后世的平板電腦,厚度約有兩指寬,外部還連著一些導線。

眾所周知。

有關陰極射線的研究,其實是個時間跨度很長的項目。

在1858年普呂克發現了陰極射線后。

一直要到1879年初,克魯克斯才會確定它帶能量的性質。

接著還要再過十多年,才會由JJ湯姆遜公開它的本質。

但如今卻不一樣。

徐云雖然沒有把陰極射線的所有秘密都一次性揭開,但很多關鍵性的思維節點他已經藉著‘肥魚’的身份告訴給了法拉第。

因此法拉第可以很輕松的直接省略一些無意義的時間,將實驗的效率達到最大化。

例如從復雜的性質研究,直接跳到現在的......

電性檢測。

在拿出兩塊電極板后。

基爾霍夫將兩塊它們小心的放到了真空管兩側,固定好位置,保證彼此互相平行。

接著將通路與真空管外部的導線互相連接,便退開數步,開啟了電源。

很快。

隨著電動勢的出現,兩塊帶電的金屬板之間出現了電場。

又過了幾秒鐘。

真空管內的藍白光線逐漸開始產生了變化,從原先的筆直照射,慢慢開始變得彎曲起來。

小半分鐘后。

光線的偏轉已然轉了個大度數,清晰的肉眼可見。

見此情形。

法拉第、韋伯與高斯三人,瞳孔同時一縮!

法拉第扶著椅子靠背的右手,更是緊緊一握!

實話實說。

從現象本身角度來說,陰極射線的偏轉其實很簡單:

此時它轉向了左側的金屬板,與電場的預設方向相反,因此顯然帶負電。

但令法拉第等人驚訝的并非現象表面那么簡單,而是因為......

陰極射線居然真的會受到電場力!

要知道。

在一個多月前的開學式上,徐云已經通過光電效應驗證了光的微粒說。

目前這個實驗已經傳遍了歐洲科研界,幫助微粒說和波動說重新回到了對等的位置上。

在這個前置條件的背景下,陰極射線還會發生偏轉,這便說明了一件事:

陰極射線是帶電粒子的粒子流!

更關鍵的是。

可見光雖然存在波粒二象性的說法,但它的‘粒子’卻不受電場磁場的干擾。

因此目前為止,所有人都只能用實驗佐證它的物理性質,卻很難做到‘捕捉’這種微粒的存在。

可由帶電粒子組成的光線就不一樣了。

它不像電流那樣無法觸及,因為光線是可以通過肉眼進行觀測的物質——這是徐云早先刻意引導形成的錯誤知識。

如此一來。

加上陰極射線的帶電屬性,只要通過物理和數學相結合,就一定能研究出那個‘微粒’的一些詳細屬性!

想到這里。

法拉第不由深深的嘆了口氣。

實際上早在12年前,就是輝光現象剛剛被發現的那會兒,他也曾經嘗試過施加對光線施加電場的操作。

奈何當時真空管的真空度較低,電場引起了引起了殘余氣體的電離。

最終導致了相關實驗的完全失敗。

也正是這個嘗試的失敗,才讓法拉第徹底放棄了研究輝光現象的想法。

自己當初究竟錯失了什么啊......

隨后法拉第深吸一口氣,強行將心中的感嘆暫時拋到腦后,轉身對基爾霍夫道:

“繼續吧,古斯塔夫。”

基爾霍夫點點頭,上前又取出了幾樣設備。

其中一個是人工改造過的磁極,面積很大但是很薄。

另一個則是一個開口的銅桶。

銅桶的構造簡單到甚至不需要用文字來描述,外觀無限接近于后世食堂裝湯鐵桶的縮小版。

不過玩意兒還有一個名稱,叫做法拉第圓筒。

它和驗電器組合在一起,便能做到驗證電量的效果。

接著基爾霍夫將整個磁極放到了試管下方,又將法拉第圓筒接到了陽極的位置。

看著正在鼓搗設備的基爾霍夫,徐云忽然想到了什么。

只見他悄悄轉過頭,不動神色的瞥了眼一旁的威廉·韋伯。

不過湊巧的是。

韋伯此時也正好看著這兒,對上徐云的視線后不由和藹一笑:

“怎么了嗎,羅峰同學?”

徐云見狀表情一僵,連忙干笑著擺了擺手:

“沒事兒沒事兒,屋里好像有蚊子在飛,我就隨便看看。”

韋伯一臉疑惑的朝四下里看了一圈。

如今是最冷的12月末,還能有蚊子?

收回目光后。

徐云輕輕呲了呲牙。

雖然蚊子的理由有些扯,但他總不能告訴韋伯,自己忽然想到基爾霍夫原先是他的助手,如今轉投到了法拉第手下做事,想看看韋伯有沒有什么牛頭人的表現吧.....

咳咳......

而就在徐云和韋伯說話的間隙。

在鼓搗設備的基爾霍夫也拍了拍手,對法拉第道:

“教授,設備已經準備好了。”

法拉第點點頭,來到桌子邊緣,指著陽極一端的法拉第筒道:

“辛苦了,古斯塔夫,按照計劃開始吧。”

基爾霍夫點了點頭,快步來到法拉第桶邊上:

“好的,教授。”

待基爾霍夫落位后。

法拉第先將磁極阻斷,接著開始調整陰極射線,使其能夠過一條狹縫進入陽極內的法拉第筒。

同時抬起頭,對基爾霍夫問道:

“準備好了嗎,古斯塔夫,我要進來了。”

“我沒問題,教授。”

“那好,我倒數三個數,三...二...一...開始!”

“.....教授,反饋很劇烈,20...43...59...83....快滿了快滿了,教授再不停就要溢出來了!”

咔噠——

法拉第連忙終止了射線照射,輕輕抹了把頭上的汗水。

還好自己停的快,要不靜電計就要超限了。

沒錯,靜電計。

應該不會有人想到別的地方去吧?

隨后法拉第走到靜電計邊上,掃了掃數值表:

“9.6X106庫倫.....古斯塔夫,剛才過去了多久時間?”

基爾霍夫看了眼手上的秒表:

“15.6秒。”

法拉第微微頷首,示意古斯塔夫將計算表清零。

接著又加入了一根熱電偶,第二次開始了照射。

整個流程與頭一次大同小異,唯一的變量就是隨著光線的照入,熱電偶很快開始升溫。

法拉第則掐著秒表,認真的記著數:

“12.5...13.4....15.6秒,停!”

喊停時間后,法拉第看向基爾霍夫,問道:

“古斯塔夫,溫度升高了多少度?”

基爾霍夫微微俯下身子,在刻度表上認真的比對了起來:

“唔......0.338度。”

法拉第將這個數字再次記到了筆記本上,用筆尖在下頭劃了道梗。

接著思索片刻,開始了最后一個環節:

解封剛才被密閉的磁極。

后世高中物理沒考過零分的同學應該都知道。

帶電粒子在勻強磁場中如果只受到到磁場力,那么它便會做圓周偏轉運動。

歸納這個現象的人叫做洛倫茲,因此這個力又叫做洛倫茲力。

值得一提的是。

這個力的正確讀法應該是洛倫茲力,也就是人名加上力。

類似的還有庫侖力,安培力等等。

不過或許是洛倫茲這個名字實在太過微妙了,所以包括許多高中老師在內的師生群體,都會管它叫做洛倫磁力。

1850年的洛倫茲還有三年才會出生,自然還沒法提出洛倫茲力的概念。

但另一方面。

洛倫茲是帶電粒子在勻強磁場中運動現象的歸納者,他首先提出了運動電荷產生磁場和磁場對運動電荷有作用力的觀點,不過卻不是現象本身的發現者。

早在1822年的時候,德國人歐文斯便嘗試過一個實驗:

他將一個帶電的小珠子放入磁場中,發現珠子會做圓弧狀的運動。

洛倫茲之所以能在相關領域青史留名,所作的貢獻并非只是提出一種猜想這么簡單,而是因為他歸納了FqvBsin(v,B)這么一個公式。

就像大家說小牛發現了萬有引力一樣。

這句話其實是一種比較普眾化的解釋,嚴格意義上來說是錯誤的。

但是大眾又沒有涉及到更深層次的必要,所以就有了這么一個比較寬泛的說法。

靠著純理論能封神的人,在科學史上其實并不多。

因此對于法拉第他們來說。

通過調整磁場的強度,做到將磁場力與電場力互相平衡,并不算一件很困難的事情。

在施加磁場后。

法拉第又關掉了金屬電極,觀察起了現象。

很快。

在電磁力的作用下,射線開始偏轉。

法拉第拿著放大鏡以及預先做好的刻度表,記錄下了偏轉的圖形。

接下來的事情就很簡單了。

只見法拉第拿起紙筆,在紙上寫下了一個公式:

這個公式的由來很簡單。

在第一個步驟中,法拉第利用靜電計測量一定時間內金屬筒獲得的電量Q。

若進入筒內的微粒數為N,每個微粒所帶的電量為e,那么Q便是N和e的乘積。

接著法拉第又翻了一頁書,寫下了另一個公式:

這個公式的意義同樣非常簡單:

經過同樣時間后讀出溫升,若進入筒內微粒的總動能W因碰撞全部轉變成熱能,那么上升的溫度便可以對標計算出總動能W。

而微粒既然是粒子,那么它的動能也便一定符合動能公式——防杠提前說一下,動能公式在1829年就提出來了。

其中的m、v分別為微粒的質量和速度,乘以微粒數就是總動能。

接著只要求出最后磁極偏轉的微粒運動軌道的曲率半徑R,以及磁場強度H。

那么便可得:

將上面三個公式互相代入,最終可以得到一個結果:

e/m(2w)/(H2R2Q)(感謝起點,現在后臺總算優化一些了.....)

而e/m,便是.

荷質比!

所謂荷質比,指的便是帶電體的電荷量和質量的比值,有些時候也叫作比荷。

這是基本粒子的重要數據之一,也是人類推開微觀世界的關鍵一步。

當初在聽徐云講波動方程的時候,為了彌補法拉第的數學水平,曾經給他打了個高斯靈魂附體的補丁。

不過今天高斯已經到了現場,徐云就不需要再考慮請神了。

只見高斯取過紙筆,飛快的在紙上演算了起來。

五分鐘后。

這位小老頭隨意將筆一丟,輕輕的抖了抖手上的算紙。

只見此時此刻。

紙上赫然寫著一個數字:

就在高斯準備吹逼兩句之際,他的身邊忽然又響起了一道熟悉的聲音:

“啊咧咧,好奇怪哦”

今天再做了一個次針灸,明天正常更新一天,后天爆更!!!!

求保底


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