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《走進不科學》第295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後世的平板電腦,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後。

 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。

 徐雲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。

 例如從複雜的性質研究,直接跳到現在的......

 電性檢測。

 在拿出兩塊電極板後。

 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。

 又過了幾秒鍾。

 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。

 小半分鍾後。

 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並非現象表面那麽簡單,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,徐雲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——這是徐雲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!

 想到這裡。

 法拉第不由深深的歎了口氣。

 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麽啊......

 隨後法拉第深吸一口氣,強行將心中的感歎暫時拋到腦後,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,外觀無限接近於後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,徐雲忽然想到了什麽。

 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,對上徐雲的視線後不由和藹一笑:

 “怎麽了嗎,羅峰同學?”

 徐雲見狀表情一僵,連忙乾笑著擺了擺手:

 “沒事兒沒事兒,屋裡好像有蚊子在飛,我就隨便看看。”

 韋伯一臉疑惑的朝四下裡看了一圈。

 如今是最冷的12月末,還能有蚊子?

 收回目光後。

 徐雲輕輕呲了呲牙。

 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麽牛頭人的表現吧.....

 咳咳......

 而就在徐雲和韋伯說話的間隙。

 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。”

 待基爾霍夫落位後。

 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!”

 哢噠——

 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?

 隨後法拉第走到靜電計邊上,掃了掃數值表:

 “9.6X10^6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!”

 喊停時間後,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,開始了最後一個環節:

 解封剛才被密閉的磁極。

 後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隻受到到磁場力,那麽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,所作的貢獻並非只是提出一種猜想這麽簡單,而是因為他歸納了F=qvB*sin(v,B)這麽一個公式。

 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,所以就有了這麽一個比較寬泛的說法。

 靠著純理論能封神的人,在科學史上其實並不多。

 因此對於法拉第他們來說。

 通過調整磁場的強度,做到將磁場力與電場力互相平衡,並不算一件很困難的事情。

 在施加磁場後。

 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:

 Q=

 Ne。

 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,那麽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:

 W=

 N·1/2mv2。

 這個公式的意義同樣非常簡單:

 經過同樣時間後讀出溫升,若進入筒內微粒的總動能W因碰撞全部轉變成熱能,那麽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,那麽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。

 接著只要求出最後磁極偏轉的微粒運動軌道的曲率半徑R,以及磁場強度H。

 那麽便可得:

 Hev=mv2/R。

 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,現在後台總算優化一些了.....)

 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。

 當初在聽徐雲講波動方程的時候,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,徐雲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。

 五分鍾後。

 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:

 1.6638*10^11C/kg。

 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.......”

 .......

 注:

 今天再做了一個次針灸,明天正常更新一天,後天爆更!!!!

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