走进不科学 第二百五十九章 见证奇迹吧！（下）

“抓住电磁场中的波？”

听到徐云这句话。

法拉第下意识便转过头，与好基友威廉·韦伯对视了一眼。

随后两位电磁学大佬同时想到了什么。

只见他们将目光转移，投放到了教室中那块巨大的镀锌金属板上。

与寻常的可见光不同。

电磁场中如果真的存在一种波，那么它一定具备肉眼无法观测的性质。

这是小孩子都懂的道理，毕竟如果能看到电磁波，法拉第等人早就注意到这东西了。

因此徐云所说的‘抓住’，必然不可能是直接将电磁波具现在所有人面前，而是以某个现象或者反应为证据。

就像法拉第当初做的铁屑实验：

当时他在一张纸上撒上了一层极细的铁屑，在纸下面放一块磁铁，然后轻轻地敲这张纸。

于是，受到震动的铁屑沿着一条条磁线，从磁体的北极到南极整齐地排列了起来。

法拉第由此发现了磁力线这个概念。

因此不出意外的话......

徐云这次的‘捕捉’，显然也是以现象代替实物，这点肯定不会有意外。

只是会是什么现象呢？

是物理反应？

还是说以现象代替不可见物？

而就在法拉第几人思索之际，徐云又开口道：

“法拉第教授，现在可以开始试验了吗？”

法拉第这才回过神，对一旁的阿尔伯特亲王投去了一个询问的目光。

这位英伦半岛的无冕之王虽然在专业知识上有些匮乏，但毕竟是现场地位最高之人，试验必须要征得他的同意才能开始。

阿尔伯特亲王朝法拉第微微颔首，对徐云说道：

“请开始吧，罗峰同学。”

徐云道了声是，又用余光轻轻瞥了眼阿尔伯特亲王。

刚刚这短短的几个单词里，阿尔伯特亲王便停顿了足足两次，停顿期间还伴随着吞咽动作。

很明显。

最终导致阿尔伯特亲王英年早逝的胃部以及食道痉挛，此时已经有了比较清晰的症状。

阿尔伯特作为英国历史上最有名的‘赘婿’，后世...尤其是后世英国的医学家，对于他生前的病情可谓探究颇多。

可以确定的是。

阿尔伯特亲王在生前患有腰部风湿、前列腺肥大、胃痉挛以及反流性食管炎。

其中最后的两者，大概率就是导致阿尔伯特亲王去世的罪魁祸首。

这年头的英国可没有奥美拉唑，反流性食管炎无论是在发作的痛感还是威胁性上都要远高于后世。

但徐云有些犹豫的是......

他不确定自己该不该出手。

因为阿尔伯特亲王这人原本的历史中，对华态度实在是太奇怪太奇怪了。

首先作为利益阶层，阿尔伯特亲王必然有享受到一鸦给英国带来的红利。

但作为英国的无冕之王，他本人却从来没有对华夏表达过任何的态度或者指示。

他从头到尾都没有在意东方的局势，生前关注点主要在德国、在美洲、工业和经济方面。

东方仿佛压根不存在一样，负责对华策略的历来都是英国首相。

上辈子徐云还托好友去帮忙收集过1840-1865年之间英国对华议案的扫描版，前后足足花了七百多块钱，却没有发现哪怕一个是由阿尔伯特决定的议案。

且不说人品好坏，这从一个国家决策者的角度来看就完全不合理嘛——任何一个欧洲的阶层，谁会在19世纪忽略华夏？

但阿尔伯特就偏偏这样做了。

就像你有个股票软件，一年给你几千万的分红利息，但你对于这部分钱从来都不关心，甚至连开个手机看看昨天涨了多少的念头都没有。

这显然是一种非常非常奇怪的行为。

后世的金陵大学甚至还为此开过一个课题，研究过阿尔伯特亲王的对华态度，但最终也没有一个准确的结论。

所以徐云是真搞不懂这人到底是个啥性格。

要是格兰特那种罪大恶极的洋枪队队长，或者林赛那种值得尊敬的国际友人，那处理起来反倒还容易很多。

想到这里。

徐云不由摇了摇头，将这个念头先抛到了脑后。

时间还长，慢慢观察一下再说吧。

现在的当务之急，还是把实验的事情给处理好，把法拉第的线给搭上。

随后他走到了实验发生器边上，对汤姆逊道：

“汤姆逊先生，麻烦把房间的窗帘都拉下来吧。”

汤姆逊当即点了点头，道：

“明白。”

刷啦啦——

片刻过后。

教室黑色的布帘尽数被放了下来。

加上教室本就处于偏僻的角落，因此屋内此时不说漆黑一片吧，至少可以算是‘暗室’的标准了。

徐云又最后检查了一番设备，接着按下了设备开关。

比起昨天的实验，今天徐云所准备的发生器在规格上要更加精细一些：

铜球依旧不变，不过连接铜球的铜棒长度统一恒定在了12英寸，正方形锌板的边长则是16英寸。

很快。

滋滋滋——

随着电压的升高，火花再次出现了。

咻——

紧接着。

随着光线的反射，接收器上也同时出现了火花。

见此情形。

法拉第等人又彼此对视了一眼，瞳孔中闪过一丝疑惑。

现象依旧令人震撼，但似乎......

与昨天的没什么差别？

不过很快。

法拉第的注意力便被徐云手中的某个东西吸引了：

那是一个类似手电筒大小的玻璃管，内中放着一些黑色的粉末，看起来有些像是芝麻粉。

玻璃管外则有一根导线，导线两端与玻璃管的两头对应连接，形成了一个回路，其中一端还挂着一台电压表。

法拉第见状不由站起身，走到徐云身边，指着玻璃管道：

“罗峰同学，这是什么东西？”

徐云看了他一眼，扬了扬玻璃管，笑着解释道：

“这是一个金属屑检波器。”

“金属屑检波器？”

法拉第重复了几遍这个词，忽然想到了什么。

只见他猛然抬起头，目光看向了那块固定在墙上的巨大镀锌金属板。

过了一会儿。

他面带感慨的看向徐云，了然道：

“原来如此....我明白了，是驻波，肥鱼先生他利用了驻波，对吗？”

徐云笑着点了点头。

众所周知。

光电效应作为物理学史上一个闪耀无比的节点，它在理论上的衍生方向多如牛毛，但在概念意义上其实主要只有两点。

首先便是反驳了光的波动说——它给波动说的大动脉上狠狠的来了三刀。

第一刀就是截止频率。

也就是对于某种金属材料，只有当入射光的频率大于某一频率v0时，电子才能从金属表面逸出形成光电流。

这一频率v0称为截止频率，也称红限频率，极限频率。

如果入射光的频率v小于截止频率v0，那么无论入射光的光强多大，都不能产生光电效应。

而按照波动光学的观点。

无论频率是多少，只要光强大，时间长，电子就能获得足够的动能脱离阴极。

第二刀是不能解释为什么存在截止电压，且只随频率变化：

按照波动光学的观点，脱离阴极的电子的动能，应该正比于正比于光强和照射时间。

因此电子动能上限应随着光强和照射时间而变化，也就是截止电压会随着光强变化。

第三刀则是瞬时性的问题——即使光很弱，光电效应的反应时间还是很快，而且不随光强变化。

按照波动光学的观点。

在特定截止电压下，产生光电效应的时间应该与光强成反比。

但事实上在光电效应中无论何光强，只要满足截止频率和截止电压的要求，光电效应的产生时间都在10e-14s量级。

不过还是那句话。

1850年的科学界对于微观领域的认知还是太狭窄了，因此徐云并不准备在此时把整个光电效应的真相解释清楚。

没人知道答案，才能叫做乌云嘛。

他只是一个普通的搬运工，做了一点微小的工作而已，解答的事儿还是另请高明吧。

而除了反杀波动说之外。

光电效应的另一个概念级意义，就是验证了电磁波的存在。

要知道。

如果单看光电效应现象本身，其实是不足以支撑电磁波...或者说“初级线圈电磁振荡，次级线圈受到感应”这个结论的。

那么赫兹是怎么实锤验证电磁波的呢？

答案就是驻波法。

简单的说，驻波驻波，就是赖着不走的波。

赖在那里不走呢？

当然是赖在两个对立的平行墙面之间。

一个空间有三组对立的平行墙面，也就是你的前后、左右和上下。

它的实质就是空间的共振现象，综合方程为y=y1 y2=2acos2π(x/λ)cos2π(t/t)。

从这个方程不难看出。

驻波的节距等于n倍的半波长，所以只要知道节距就能计算出原本的波长。

那么这样一来，验证电磁波的问题便可以归结到另一个新环节了：

怎么确定节距？

在1887年，赫兹用一个精妙的设计给出了答案：

他先是同样安排了一间密室，随后设计出了一个由电波环原理组成的检波器，用检波器来对驻波进行了检测。

这个检波器不会显示数字，但可以根据不同的情形发出火花：

波这玩意有波峰和波谷，检波器在波峰和波谷的时候火焰最亮，在波峰与波谷之间的0值时没有火焰。

由此测算自己所站的位置，就可以得出驻波的节距。

当然了。

赫兹的检波器比较原始，灵敏度很低，所以徐云这次在检波器上进行了一些改造：

他制作了一个铁屑检波器。

在光电效应没有发生的时候，铁屑是松散分布的。

整个检波器就相当于断路，电表就不会显示电流。

而一旦检测到电磁波。

铁屑就会活动起来，聚集成一团，起到导体的作用，激活电压表。

越靠近波峰或者波谷，铁屑凝聚的就越多，电表上的数值也会越大。

这样一来，比起肉眼观测无疑是要清晰且精确的多了。

某种意义上来说。

这也是物理这门学科最为吸引人的地方。

有些时候你并不需要什么精确到飞米纳米尺度的设备，思路才是最重要的。

像徐云当年在学校里的时候，有个实验需要模拟蛛丝的震荡，但一时间又找不到震荡周期合适的设备。

结果有个女汉子当场掏出了按x棒和护x宝，隔着海绵垫完美模拟出了需要的周期数据。

那事儿一度成为了科大的传说，后来徐云他们同学会的时候都还提起过。

当然了。

徐云他们一直有件事没和那个妹子说清楚——后来大家想了想，其实用剃须刀也是差不多的......

咳咳，言归正传。

思路已经明晰，剩下的就很简单了。

徐云让发生器保持启动状态，将威廉·惠威尔准备好的几个检波器分法给了众人，对驻波展开了检测。

“这里电压表为0，是个零值点！”

“1.7v....还有比我更大的吗？”

“......应该没有了，1.7看来就是波峰和波谷的位置。”

“1.5...1.6....1.7，找到了，我这里是个峰值区域！”

一众大佬的声音在屋内此起彼伏，很快，几个驻波的节距就被检测了出来。

“0.26米.....”

看着统计对照后的数值，法拉第摸了摸下巴：

“驻波相消的两点间距离是是半波长，也就是nλ/2，那么如此计算，电磁波的波长就是......”

“6.5x10^-7m？”

徐云点了点头。

光电效应的主要谱线其实有两条，一是6.5x10-7m，另一条则是4.8x10-7m。

这些尺度在经过驻波的放大后，很轻松就能在宏观世界中测量出来。

换而言之......

徐云真的‘捕捉’到了电磁波！

看着纸上的数值，又看了眼手中的检波器。

法拉第在震撼叹服的同时，心中也不由有些唏嘘颓废：

虽然早已知道无法与肥鱼先生相比，但他无论如何也没料到，自己与肥鱼先生的差距竟然会如此之大......

这个肥鱼先生随手设计的实验，恐怕就足够现场众人回味一生了。

更别提按照徐云的说法。

这还只是肥鱼先生设计出的实验之一呢。

不愧是能和牛顿爵士并列的人物啊......

总而言之。

事情到了这一步，接下来的事情就很简单了。

这年头赫兹还没有提出频率单位...也就是赫兹的概念。

但频谱这玩意儿早在小牛时期就被发明出来了，只是定义上还是比较靠近‘周期’而已。

徐云设计的这个发生器相当与一个震荡偶极子，在发生期间会激起高频的震荡，感应线圈则会以每秒10-100的频率进行充电，产生的是一种阻尼震荡图。（我再试试能不能放到本章说，现在本章说的审核有点无语）

知道匝数和功率，周期计算起来也就很简单了。

因此很快。

波长与震荡周期两个数值，同时摆到了法拉第等人的面前。

法拉第凝视数值许久，最后拿起笔，开始了计算。

电磁波的频率和波源振荡频率相同，波长则和介质的折射率有关。

空气中的折射率虽然和真空不太一样，但对于1850年的众人来说，这个误差基本上可以忽略。

唰唰唰——

法拉第的笔尖沉稳而迅速的在纸上划过。

数学不算很好的他面对眼下这种计算量，多多少少都会有些感到吃力。

几分钟后。

法拉第终于算好了最后一位数字。

就在他准备轻舒一口气之际，眉头下意识的又是一皱。

不知为何。

他总觉得纸上的这个数字，似乎有些熟悉？

眼见法拉第的表情有些迟疑，一旁的小麦有些忍不住了，这位对于知识的求知欲甚至堪比小牛来着。

只见他虎头虎脑的凑上前看了几眼，忽然轻咦一声：

“2.97969x10^8m/s，这不是.......”

“光速吗？！”

..........

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