第260章 見證奇跡吧！（下）

  “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。

  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。

  只是會是什麽現象呢？

  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，又用余光輕輕瞥了眼阿爾伯特親王。

  剛剛這短短的幾個單詞裡，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。

  阿爾伯特作為英國歷史上最有名的‘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。

  想到這裡。

  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恆定在了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。

  只見他猛然抬起頭，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。

  他面帶感慨的看向徐雲，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。

  也就是對於某種金屬材料，只有當入射光的頻率大於某一頻率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，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，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。

  賴在那裡不走呢？
  當然是賴在兩個對立的平行牆面之間。

  一個空間有三組對立的平行牆面，也就是伱的前後、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，所以只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，鐵屑是松散分布的。

  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。

  像徐雲當年在學校裡的時候，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。

  “這裡電壓表為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。”

  “1.51.61.7，找到了，我這裡是個峰值區域！”

  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”

  “6.5×10^-7m？”

  徐雲點了點頭。

  光電效應的主要譜線其實有兩條，一是6.5×10-7m，另一條則是4.8×10-7m。

  這些尺度在經過駐波的放大後，很輕松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。

  這還只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，只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面前。

  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。

  數學不算很好的他面對眼下這種計算量，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。

  只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？！”

  (本章完)