第256章 人在康橋，揮了揮衣袖，招來一朵烏雲（下）
  “？”

  看著一臉神秘兮兮的徐雲。

  法拉第下意識的便朝他的手上看去。

  只見此時此刻。

  徐雲攤平的掌心處，赫然放著一枚透明晶體。

  這枚晶體約莫有綠箭金屬盒裝薄荷糖大小，透光性很高。

  此時這枚晶體已經被打磨成了長方形的模樣，兩頭尖中間均勻，外觀有些類似肛塞。

  法拉第伸手摸了摸它幾下，體悟了一番磨砂感，判斷道：

  “這是.水晶？”

  徐雲搖了搖頭，十個人有九個看到這玩意兒會誤認成水晶，解釋道：
  “法拉第先生，這是我托威廉·惠威爾院長準備的材料，叫做非線性光學晶體。

  “它可以用於輔助光線的變頻，我們一共準備了七塊，具體的作用您很快就能知道了。”

  非線性光學晶體。

  這是後世光學實驗室中非常常見的一種設備。

  它的用途和光柵類似，可以對光線進行倍頻、和頻、差頻之類的變頻操作。

  不過後世的非線性光學晶體大多是人工設計合成的，發展過程和激光有著巨大的關聯。

  例如三硼酸鋰晶體、三硼酸鋰銫晶體等等。

  1850年的科技水平還遠遠沒達到那種技術層級，因此徐雲選擇的是由天然晶體進行加工，方法比較原始。

  好在劍橋大學作為這個時代世界最頂尖的大學之一，校內在晶體原石方面多少有些儲備。

  幾個小時忙活下來。

  實驗室的工具人們還是趕工出了幾枚磷酸二氫鉀晶體。

  不過再原始的非線性光學晶體，在變頻方面的效果也還是要比三棱鏡優秀上不少，對得起它的難度。

  至於非線性光學晶體的作用嘛.
  自然就是為了接下來的表演了。

  隨後徐雲將這枚非線性光學晶體交給老湯，讓他按照自己的要求去放置調試。

  自己則思索片刻，對法拉第道：

  “法拉第先生，您是半導體方面的專家，所以應該知道，電荷脫離金屬板的速度與電壓強度是呈現正相關的，對吧？”

  徐雲的這番話在後世看來可能存在一些表述上的問題，但在電子還未被發現的1850年，這個描述反而很好令人理解。

  只見法拉第點了點頭，肯定道：
  “沒錯。”

  他在1833年研究究氯晶籠化合物的時候曾經發現過這個現象，並且用電表測試過相關結果。

  後來另一位JJ湯姆遜能發現電子，和拉法第的研究手稿也有一定關聯。

  當然了。

  如果再往前追溯，那得一直上拉到庫倫那輩，此處便不多贅述了。

  徐雲進一步問道：
  “也就是電壓越大，電荷脫離的速度越快，對嗎？”

  “沒錯。”

  徐雲見說打了個響指，預防針已經差不多到位了：
  “那麽法拉第教授，您覺得光電效應中接收器上出現的火花，和什麽條件有關聯呢？”

  “接收器上的火花？”

  法拉第微微一愣，稍加思索，一句話便脫口而出：

  “當然是光的強度了。”

  徐雲嘴角微微翹了起來，追問道：

  “所以和光的頻率沒有關系，是嗎？”

  法拉第這次的語氣更加堅定了，很果斷的搖了搖頭，說道：
  “當然不會有關系，頻率怎麽可能影響到火花的生成？”

  周圍包括斯托克斯在內，圍觀的教授也紛紛表示了讚同：

  “當然是和光強有關系。”

  “頻率？那種東西怎麽會和火花掛上鉤？”

  “毫無疑問，必然是光強，也就是振幅引起的火花。”

  “所以有沒有人要看我老婆的泳衣啊”

  在法拉第和那些教授看來。

  雖然他們還不清楚為什麽發生器上有光發出，接收器就會有同步的火花出現。

  但很明顯。

  接收器上火花的出現條件，一定和光的強度有關系。

  也就是光的強度越大，火花就會越強。

  因為經典理論裡面的波是一種均勻分布的能量狀態，而電荷（電子）是被束縛在物體內部的東西。

  想要把它打出來，需要給單個電荷足夠的能量。（後面一律用電荷來代替電子，因為1850年的認知只有電荷）

  按照波動說的理論來分析。

  光波會把能量均勻分布在很多電荷上面，也就是電荷持續接受波的能量然後一起跳出來。

  等到了1895年左右。

  科學界還對於這塊會加入平面波函數，以及周期勢場中的Bloch函數嘗試解釋。

  甚至在徐雲來的2022年。

  有些另辟蹊徑的學者，還在光子和電子的散射過程中引入了波恩-奧本海默近似：

  他們在實際計算中取近似的前兩項，最後通過末態電子波函數，從而得到光電效應。

  然而絲毫不解釋整個過程要用概率幅來描述的原因，也是挺神奇的。

  上輩子徐雲在和某期刊擔任外審編輯的朋友吃飯時還聽說，有些持有以上觀念的民科被逼急了，甚曾經說出“只要你運氣好就能成功”這種話
  總而言之。

  在法拉第等人的固有觀念裡。

  接收器上火花能否出現，一定和光強呈現正相關，和頻率扯不上半個便士的關系。

  徐雲對此也沒過多解釋，而是等待著老湯將非線性光學晶體調試完畢。

  十分鍾後。

  老湯朝徐雲打了個手勢，說道：
  “羅峰，晶體已經照你的要求固定好了。”

  徐雲朝他道了聲謝，招呼法拉第等人來到了設備獨立。

  此時的非線性光學晶體已經被架在了反射鋅板的折射點上，並且隨時可以根據需要進行轉動。

  徐雲先是走到固定光學晶體的一側，根據上頭標注的記號進行起了微調校對，確定光線能順利被折射到接收器上。

  一分多鍾後。

  徐雲站起身，朝法拉第道：
  “法拉第教授，現在晶體已經調試完畢，線路方面一切正常。”

  “接下來你們看到的折射光，將會是波長在590到625X10-9次方米的橙光。”

  光的波長早在1807年就由托馬斯·楊計算出了具體數據，只是由於納米這個單位還要等到1959年，才會由查德·費恩曼提出。

  因此此時光的波長的計量描述，還是用十的負幾次方米來表示。

  另外但凡是物理老師沒被氣死的同學應該都知道。

  光的波長越短，頻率就越高。

  紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。

  以上從左到右波長逐漸降低，頻率依次升高。

  拉法第雖然仍舊搞不清徐雲為什麽執著於光頻，但還是配合著點了點頭：

  “我記住了，伱繼續吧，羅峰同學。”

  徐雲見說重新走到了發射器邊，按下了啟動鍵。

  咻——

  電壓再次從零開始升高。

  1伏特
  100伏特
  300伏特
  1000伏特
  然而令法拉第等人意外的是。

  當電壓上升到第一次的兩萬伏特時，發生器上例行出現了電火花，但接收器上卻是
  毫無動靜。

  很快，電壓再次升高。

  2.2萬伏特.
  2.3萬伏特.
  眾所周知。

  光的強度和功率有關，在電阻不變的情況下，功率又和電壓有關。

  也就是p=u·u/R，電壓越高，功率就越高。

  然而當發生器的電壓增幅到2.8萬伏特的時候，接收器上依舊沒有任何火化出現。

  看著表情逐漸開始凝重的法拉第等人，徐雲又朝小麥招了招手。

  很快。

  小麥拿著一個凸透鏡走了上來。

  化身過迪迦的朋友應該都知道。

  在正常情況下，增加光強的原理基本上只有三種：
  減小光束立體角，減小光斑尺寸，或者提高光的能量。

  其中凸透鏡，便是第一種原理的衍伸應用。

  也就是通過折射將光線匯聚的更細，從散亂凝聚成一團，從而達到增加光強的效果。

  隨後徐雲從小麥手中接過禿頭境，架在一個類似後世直播支架的設備上，移動到了反射板前。

  在凸透鏡的聚光效果下。

  發生器上的電火花濺躍出的光線被匯聚成了一小條，量級再次得到了一輪強效的提升。

  如果折算成單純的功率，此時濺躍出的光線量級大約等同與五萬伏特左右的電壓效果。

  然而.
  反射板上依舊如同鮮為人同學做大學物理題一樣，其上空無一物。

  見此情形。

  原本認為不會再出意外的拉法第不由有些站不住了。

  只見他快步走到反射板邊，想要檢查是不是光學晶體將光線折射到了其他方位。

  然而無論他怎麽校正晶體，接收器上依舊是沒有任何電火花出現。

  可是
  這怎麽可能呢？
  6了不下三十次，再怎麽非酋
  額，等等？

  法拉第忽然想到了什麽，目光隱隱的瞥向了人群中的塔圖姆·奧斯汀。

  難道是這位嚷嚷著要種西瓜和棉花的黑人同學的緣故？
  沒記錯的話。

  這位黑人同學來自莫桑比克，是部落的下一任酋長，因此才能受到良好的基礎教育
  而就在法拉第心思泛動之際。

  一旁的徐雲估摸著火候差不多了，便讓小麥撤去凸透鏡。

  關閉電源，重新調試起了光學晶體。

  這一次他選擇的目標，是另一枚走離角為40°左右的天然級聯晶體。

  至於自準性反正笨蛋讀者們也不知道是啥咳咳，由於比較難測同時加之時間有限，所以徐雲也就沒去深入計算。

  反正在這種實驗條件下，自準性能在80%以上就行了。

  總之這枚晶體可以反射的是藍光，也就是波長在440—485納米之間的光線。

  調試完畢後。

  徐雲再次返回發生器邊上，按下了開關。

  電壓依舊是從零上升。

  過了小半分鍾。

  啪！
  發生器上例行出現了一道電火花，而令法拉第等人呼吸停滯的是.
  接收器上居然也跟著出現了一道火花！
  作為當世頂尖的物理學家，法拉第等人怎能意識不到這代表著什麽？！

  然而這還沒完。

  只見徐雲再次一招手，小麥哼哧哼哧的便拿著幾枚偏振片走了上來，交到了徐雲手裡。

  顛了顛掌心的偏振片，徐雲的表情略微有些微妙。

  說起偏振片的用途，想必很多同學都不陌生。

  它允許透過某一電矢量振動方向的光，同時吸收與其垂直振動的光，即具有二向色性。

  也就是dλ/λ=cosθdn/n。

  其中n是有梯度變化的折射率，源於不同介質間流場速度會發生梯度變化，n=1/√(1-u/c)。

  說人話就是在自然光通過偏振片後，透射光基本上成為平面偏振光，光強減弱1/2。

  按照歷史軌跡。

  後世實驗室中常用的偏振片要到1908年，才會由海對面的蘭德製作出來。

  但在這個副本中，由於波動說沒有像原本時間線中那樣被長期打壓，甚至還反超了微粒說一頭。

  因此與波動說有關的許多小設備，都提前了許多時間問世。

  根據徐雲在《1650-1830：科學史躍遷兩百年》中了解到的信息。

  42年前，也就是1808年。

  在馬呂斯驗證了光的偏振現象後沒多久，偏振片就首次誕生了。

  雖然此時的偏振片遠遠沒有後世那麽精細，但在還未涉及到微觀世界的19世紀早期，還是能支撐起絕大多數實驗要求的。

  一直以來，它都是被用於支持光的的波動說——因為只有橫波才會發生偏振嘛。

  但今時今日。

  這個小東西在自己的手中，又將成為證明微粒說的工具之一
  世間萬物，有些時候就是這麽神奇。

  徐雲這次準備的是由三個偏振片組合成的混合系統，第一塊與第三塊偏振化方向互相垂直，第一塊與第二款偏振化方向互相平行。

  同時第二塊偏振片以恆定的角速度w，繞光傳播方向旋轉。

  自然光通過偏振片P1之後形成偏振光，光強為I1=I/2。

  同時根據馬呂斯定律，通過P3的光強為I3=IcosΘ。

  由於P與P3的偏振化方向垂直。

  所以P與P2的偏振化方向的夾角為Φ=π/2-Θ， I=I(1-cos4wt)/16。

  再根據馬呂斯定律。

  I=IcosΦ=I3sinΘ=I(cosΘsinΘ)
  所以通過P3的光強為= I(sin2Θ)/8 =I(1–cos4Θ）/16。

  cos4Θ=-1時，通過系統的光強最大。

  這個系統省去了徐雲手動降低光強的麻煩，計算過程很簡單，也非常好理解。

  接著徐雲將偏振片系統放到鋅板前，深吸一口氣，退回了原位。

  很快。

  在偏振組合的作用下。

  發生器濺躍出來的光線強度得到了削減，周期最低甚至達到了1/16。

  但令法拉第等人啞口無言的是
  無論偏振組合旋轉到什麽地步，哪怕光強被縮小了十余倍不止，接收器上依舊有電火花出現！

  啪啪啪。

  看著面前躍動的電光，法拉第忽然臉色一白，嘴中斯哈一聲，一把捂住胸口，大口的開始喘起了氣。

  一旁的斯托克斯最先發現了他的異常，連忙扶住他的肩膀，額頭瞬間布滿了細密的汗珠，喊道：

  “法拉第先生，您沒事吧？校醫呢？校醫在哪裡？”

  見此情形。

  發生器邊上的徐雲也是心頭一顫，一步竄到了法拉第面前：
  “法拉第先生！法拉第先生！”

  直到此時，徐雲才回想起了被自己忽略的一件事：

  法拉第有很嚴重的冠心病。

  1867年8月25日他在書房中看書時逝世，後世非常主流的一種看法便是他突發了心絞痛。

  更關鍵的是.
  今天考慮到開學典禮人多眼雜，室內溫度也不利於硝酸甘油保存，徐雲便將硝酸甘油留在了宿舍裡頭，沒有帶在身上。

  眼下這麽一位科學巨匠如果因為自己的緣故突發意外，他真的可以說是罪比孫笑川了。

  不過令徐雲緊繃的心弦微微一松的是。

  法拉第先是擰巴著臉朝他擺了擺手，飛快的從胸口取出了一個小瓶子。

  顫顫巍巍的倒出了一枚藥片，塞進舌下，閉著眼睛含服了起來。

  過了一分鍾左右。

  法拉第臉色逐漸變得紅潤，呼吸也恢復了正常。

  他先是看了眼斯托克斯：

  “多謝你了，斯托克斯教授，我沒事。”

  隨後不等斯托克斯回答，便輕輕推開攙扶，靜靜的走到接收器前，凝視著一簇簇短暫而耀眼的火花。

  這位目前物理界最強的大佬，此時的目光前所未有的凝重。

  眼下的情況清晰的說明了一件事：

  在一定頻率以內，光電效應和光強無關。

  只要光頻不足，光強拉到天上去也沒用。

  而只要達到了特定頻率，哪怕光強再小，現象依舊會正常發生。

  這無疑是違逆現有科學體系的一種情況，光的波動說完全無法對它進行解釋。

  因為波動理論描述光的能量是連續的，及光強也就是振幅越大，光能越大，光的能量與頻率無關。

  同時在用弱光照射接收器時，發生器上應該有能量積累過程，不會瞬時生成電火花。

  這就好比一列動車，入口的人流量不大，便代表著旅客尚未到齊。

  而按照規則，列車必須要滿員才能發動，那能怎麽辦呢？

  答案自然是只能等，等人全到了才能發車。

  但眼下光電效應的現象，卻相當於旅客隻到了一兩位，列車就發動了.
  至於微粒說.
  法拉第沉思片刻，很快便想到了一些解釋思路：

  當光粒子照射到金屬上的時候，它的能量可以被金屬中的某個電荷全部吸收，電荷的動能立刻增大並不需要積累能量。

  如果電荷的動能足夠大，能克服金屬內部對它的吸力。

  那麽就可以離開金屬的表面形成電火花
  但這樣一來。

  許多以波動說為基底的理論，在正確性上就存在疑問了。

  甚至如果細究下去的話，哪怕是現有的微粒說，其實也不太能支撐起光電現象的解析。

  這相當於現有的物理大廈被挖了一處跟腳，雖然沒有完全坍塌，但已經出現了傾斜的現象。

  想到這裡。

  法拉第抬頭看了眼夜空。

  此時的夜空如同一片黑幕，只有零星的光點點綴其上。

  1850年11月7日。

  一位華夏人輕輕的出現在了劍橋大學。

  他揮了揮衣袖，沒有引來一船星輝，而是喚來了一朵烏雲。

  波光裡的電火花，在所有人的心頭蕩漾。

  那榆蔭下的一潭，不是清泉，是氯化銀和氟矽酸的混合溶液。

  夏蟲也為之沉默，因為現在是冬天。

  沉默，是今晚的康橋。

  而實際上。

  徐雲帶來的震撼，遠遠不止這麽簡單.
  畢竟作為給法拉第嚇出心絞痛的補償，為他圓個人生遺憾不過分吧？
  至於小麥嘛。

  對唔住了，我系穿越者.
  注：
  有同學反饋老法容易看成法老，我也被帶進去了.所以以後還是叫法拉第吧。

  (本章完)