“抓住電磁場中的波?”


    聽到徐雲這句話。


    法拉第下意識便轉過頭,與好基友威廉·韋伯對視了一眼。


    隨後兩位電磁學大佬同時想到了什麽。


    隻見他們將目光轉移,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,那麽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。


    因此徐雲所說的‘抓住’,必然不可能是直接將電磁波具現在所有人麵前,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,在紙下麵放一塊磁鐵,然後輕輕地敲這張紙。


    於是,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......


    徐雲這次的‘捕捉’,顯然也是以現象代替實物,這點肯定不會有意外。


    隻是會是什麽現象呢?


    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,徐雲又開口道:


    “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,對徐雲說道:


    “請開始吧,羅峰同學。”


    徐雲道了聲是,又用餘光輕輕瞥了眼阿爾伯特親王。


    剛剛這短短的幾個單詞裏,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症狀。


    阿爾伯特作為英國曆史上最有名的‘贅婿’,後世...尤其是後世英國的醫學家,對於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。


    其中最後的兩者,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於後世。


    但徐雲有些猶豫的是......


    他不確定自己該不該出手。


    因為阿爾伯特親王這人原本的曆史中,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、工業和經濟方麵。


    東方仿佛壓根不存在一樣,負責對華策略的曆來都是英國首相。


    上輩子徐雲還托好友去幫忙收集過1840-1865年之間英國對華議案的掃描版,前後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,但你對於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。


    後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。


    所以徐雲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。


    想到這裏。


    徐雲不由搖了搖頭,將這個念頭先拋到了腦後。


    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。


    隨後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——


    片刻過後。


    教室黑色的布簾盡數被放了下來。


    加上教室本就處於偏僻的角落,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。


    徐雲又最後檢查了一番設備,接著按下了設備開關。


    比起昨天的實驗,今天徐雲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。


    咻——


    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......


    與昨天的沒什麽差別?


    不過很快。


    法拉第的注意力便被徐雲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,其中一端還掛著一台電壓表。


    法拉第見狀不由站起身,走到徐雲身邊,指著玻璃管道:


    “羅峰同學,這是什麽東西?”


    徐雲看了他一眼,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?”


    法拉第重複了幾遍這個詞,忽然想到了什麽。


    隻見他猛然抬起頭,目光看向了那塊固定在牆上的巨大鍍鋅金屬板。


    過了一會兒。


    他麵帶感慨的看向徐雲,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?”


    徐雲笑著點了點頭。


    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隻有兩點。


    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。


    也就是對於某種金屬材料,隻有當入射光的頻率大於某一頻率v0時,電子才能從金屬表麵逸出形成光電流。


    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小於截止頻率v0,那麽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,隻要光強大,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麽存在截止電壓,且隻隨頻率變化:


    按照波動光學的觀點,脫離陰極的電子的動能,應該正比於正比於光強和照射時間。


    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,隻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10e-14s量級。


    不過還是那句話。


    1850年的科學界對於微觀領域的認知還是太狹窄了,因此徐雲並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,才能叫做烏雲嘛。


    他隻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。


    那麽赫茲是怎麽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。


    賴在那裏不走呢?


    當然是賴在兩個對立的平行牆麵之間。


    一個空間有三組對立的平行牆麵,也就是你的前後、左右和上下。


    它的實質就是空間的共振現象,綜合方程為y=y1+y2=2acos2π(x/λ)cos2π(t/t)。


    從這個方程不難看出。


    駐波的節距等於n倍的半波長,所以隻要知道節距就能計算出原本的波長。


    那麽這樣一來,驗證電磁波的問題便可以歸結到另一個新環節了:


    怎麽確定節距?


    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,隨後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穀,檢波器在波峰和波穀的時候火焰最亮,在波峰與波穀之間的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,所以徐雲這次在檢波器上進行了一些改造:


    他製作了一個鐵屑檢波器。


    在光電效應沒有發生的時候,鐵屑是鬆散分布的。


    整個檢波器就相當於斷路,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。


    越靠近波峰或者波穀,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。


    有些時候你並不需要什麽精確到飛米納米尺度的設備,思路才是最重要的。


    像徐雲當年在學校裏的時候,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,後來徐雲他們同學會的時候都還提起過。


    當然了。


    徐雲他們一直有件事沒和那個妹子說清楚——後來大家想了想,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。


    徐雲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。


    “這裏電壓表為0,是個零值點!”


    “1.7v....還有比我更大的嗎?”


    “......應該沒有了,1.7看來就是波峰和波穀的位置。”


    “1.5...1.6....1.7,找到了,我這裏是個峰值區域!”


    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.....”


    看著統計對照後的數值,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,那麽如此計算,電磁波的波長就是......”


    “6.5x10^-7m?”


    徐雲點了點頭。


    光電效應的主要譜線其實有兩條,一是6.5x10-7m,另一條則是4.8x10-7m。


    這些尺度在經過駐波的放大後,很輕鬆就能在宏觀世界中測量出來。


    換而言之......


    徐雲真的‘捕捉’到了電磁波!


    看著紙上的數值,又看了眼手中的檢波器。


    法拉第在震撼歎服的同時,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。


    更別提按照徐雲的說法。


    這還隻是肥魚先生設計出的實驗之一呢。


    不愧是能和牛頓爵士並列的人物啊......


    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,隻是定義上還是比較靠近‘周期’而已。


    徐雲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10-100的頻率進行充電,產生的是一種阻尼震蕩圖。(我再試試能不能放到本章說,現在本章說的審核有點無語)


    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麵前。


    法拉第凝視數值許久,最後拿起筆,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,但對於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。


    數學不算很好的他麵對眼下這種計算量,多多少少都會有些感到吃力。


    幾分鍾後。


    法拉第終於算好了最後一位數字。


    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,這位對於知識的求知欲甚至堪比小牛來著。


    隻見他虎頭虎腦的湊上前看了幾眼,忽然輕咦一聲:


    “2.97969x10^8m/s,這不是.......”


    “光速嗎?!”


    ..........


    ------題外話------


    很久沒求月票了,能來電月票嗎,月末沒雙倍啊啊啊啊!!!

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