第409節(jié)
刷啦啦—— 片刻過(guò)后。 教室黑色的布簾盡數(shù)被放了下來(lái)。 加上教室本就處于偏僻的角落,因此屋內(nèi)此時(shí)不說(shuō)漆黑一片吧,至少可以算是‘暗室’的標(biāo)準(zhǔn)了。 徐云又最后檢查了一番設(shè)備,接著按下了設(shè)備開(kāi)關(guān)。 比起昨天的實(shí)驗(yàn),今天徐云所準(zhǔn)備的發(fā)生器在規(guī)格上要更加精細(xì)一些: 銅球依舊不變,不過(guò)連接銅球的銅棒長(zhǎng)度統(tǒng)一恒定在了12英寸,正方形鋅板的邊長(zhǎng)則是16英寸。 很快。 滋滋滋—— 隨著電壓的升高,火花再次出現(xiàn)了。 咻—— 緊接著。 隨著光線的反射,接收器上也同時(shí)出現(xiàn)了火花。 見(jiàn)此情形。 法拉第等人又彼此對(duì)視了一眼,瞳孔中閃過(guò)一絲疑惑。 現(xiàn)象依舊令人震撼,但似乎…… 與昨天的沒(méi)什么差別? 不過(guò)很快。 法拉第的注意力便被徐云手中的某個(gè)東西吸引了: 那是一個(gè)類似手電筒大小的玻璃管,內(nèi)中放著一些黑色的粉末,看起來(lái)有些像是芝麻粉。 玻璃管外則有一根導(dǎo)線,導(dǎo)線兩端與玻璃管的兩頭對(duì)應(yīng)連接,形成了一個(gè)回路,其中一端還掛著一臺(tái)電壓表。 法拉第見(jiàn)狀不由站起身,走到徐云身邊,指著玻璃管道: “羅峰同學(xué),這是什么東西?” 徐云看了他一眼,揚(yáng)了揚(yáng)玻璃管,笑著解釋道: “這是一個(gè)金屬屑檢波器。” “金屬屑檢波器?” 法拉第重復(fù)了幾遍這個(gè)詞,忽然想到了什么。 只見(jiàn)他猛然抬起頭,目光看向了那塊固定在墻上的巨大鍍鋅金屬板。 過(guò)了一會(huì)兒。 他面帶感慨的看向徐云,了然道: “原來(lái)如此……我明白了,是駐波,肥魚(yú)先生他利用了駐波,對(duì)嗎?” 徐云笑著點(diǎn)了點(diǎn)頭。 眾所周知。 光電效應(yīng)作為物理學(xué)史上一個(gè)閃耀無(wú)比的節(jié)點(diǎn),它在理論上的衍生方向多如牛毛,但在概念意義上其實(shí)主要只有兩點(diǎn)。 首先便是反駁了光的波動(dòng)說(shuō)——它給波動(dòng)說(shuō)的大動(dòng)脈上狠狠的來(lái)了三刀。 第一刀就是截止頻率。 也就是對(duì)于某種金屬材料,只有當(dāng)入射光的頻率大于某一頻率v0時(shí),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小于截止頻率v0,那么無(wú)論入射光的光強(qiáng)多大,都不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。 而按照波動(dòng)光學(xué)的觀點(diǎn)。 無(wú)論頻率是多少,只要光強(qiáng)大,時(shí)間長(zhǎng),電子就能獲得足夠的動(dòng)能脫離陰極。 第二刀是不能解釋為什么存在截止電壓,且只隨頻率變化: 按照波動(dòng)光學(xué)的觀點(diǎn),脫離陰極的電子的動(dòng)能,應(yīng)該正比于正比于光強(qiáng)和照射時(shí)間。 因此電子動(dòng)能上限應(yīng)隨著光強(qiáng)和照射時(shí)間而變化,也就是截止電壓會(huì)隨著光強(qiáng)變化。 第三刀則是瞬時(shí)性的問(wèn)題——即使光很弱,光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間還是很快,而且不隨光強(qiáng)變化。 按照波動(dòng)光學(xué)的觀點(diǎn)。 在特定截止電壓下,產(chǎn)生光電效應(yīng)的時(shí)間應(yīng)該與光強(qiáng)成反比。 但事實(shí)上在光電效應(yīng)中無(wú)論何光強(qiáng),只要滿足截止頻率和截止電壓的要求,光電效應(yīng)的產(chǎn)生時(shí)間都在10e-14s量級(jí)。 不過(guò)還是那句話。 1850年的科學(xué)界對(duì)于微觀領(lǐng)域的認(rèn)知還是太狹窄了,因此徐云并不準(zhǔn)備在此時(shí)把整個(gè)光電效應(yīng)的真相解釋清楚。 沒(méi)人知道答案,才能叫做烏云嘛。 他只是一個(gè)普通的搬運(yùn)工,做了一點(diǎn)微小的工作而已,解答的事兒還是另請(qǐng)高明吧。 而除了反殺波動(dòng)說(shuō)之外。 光電效應(yīng)的另一個(gè)概念級(jí)意義,就是驗(yàn)證了電磁波的存在。 要知道。 如果單看光電效應(yīng)現(xiàn)象本身,其實(shí)是不足以支撐電磁波……或者說(shuō)“初級(jí)線圈電磁振蕩,次級(jí)線圈受到感應(yīng)”這個(gè)結(jié)論的。 那么赫茲是怎么實(shí)錘驗(yàn)證電磁波的呢? 答案就是駐波法。 簡(jiǎn)單的說(shuō),駐波駐波,就是賴著不走的波。 賴在那里不走呢? 當(dāng)然是賴在兩個(gè)對(duì)立的平行墻面之間。 一個(gè)空間有三組對(duì)立的平行墻面,也就是你的前后、左右和上下。 它的實(shí)質(zhì)就是空間的共振現(xiàn)象,綜合方程為y=y1+y2=2acos2π(x/λ)cos2π(t/t)。 從這個(gè)方程不難看出。 駐波的節(jié)距等于n倍的半波長(zhǎng),所以只要知道節(jié)距就能計(jì)算出原本的波長(zhǎng)。 那么這樣一來(lái),驗(yàn)證電磁波的問(wèn)題便可以歸結(jié)到另一個(gè)新環(huán)節(jié)了: 怎么確定節(jié)距? 在1887年,赫茲用一個(gè)精妙的設(shè)計(jì)給出了答案: 他先是同樣安排了一間密室,隨后設(shè)計(jì)出了一個(gè)由電波環(huán)原理組成的檢波器,用檢波器來(lái)對(duì)駐波進(jìn)行了檢測(cè)。 這個(gè)檢波器不會(huì)顯示數(shù)字,但可以根據(jù)不同的情形發(fā)出火花: 波這玩意有波峰和波谷,檢波器在波峰和波谷的時(shí)候火焰最亮,在波峰與波谷之間的0值時(shí)沒(méi)有火焰。 由此測(cè)算自己所站的位置,就可以得出駐波的節(jié)距。 當(dāng)然了。 赫茲的檢波器比較原始,靈敏度很低,所以徐云這次在檢波器上進(jìn)行了一些改造: 他制作了一個(gè)鐵屑檢波器。 在光電效應(yīng)沒(méi)有發(fā)生的時(shí)候,鐵屑是松散分布的。 整個(gè)檢波器就相當(dāng)于斷路,電表就不會(huì)顯示電流。 而一旦檢測(cè)到電磁波。 鐵屑就會(huì)活動(dòng)起來(lái),聚集成一團(tuán),起到導(dǎo)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(shù)值也會(huì)越大。 這樣一來(lái),比起rou眼觀測(cè)無(wú)疑是要清晰且精確的多了。 某種意義上來(lái)說(shuō)。 這也是物理這門(mén)學(xué)科最為吸引人的地方。 有些時(shí)候你并不需要什么精確到飛米納米尺度的設(shè)備,思路才是最重要的。 像徐云當(dāng)年在學(xué)校里的時(shí)候,有個(gè)實(shí)驗(yàn)需要模擬蛛絲的震蕩,但一時(shí)間又找不到震蕩周期合適的設(shè)備。 結(jié)果有個(gè)女漢子當(dāng)場(chǎng)掏出了按x棒和護(hù)x寶,隔著海綿墊完美模擬出了需要的周期數(shù)據(jù)。 那事兒一度成為了科大的傳說(shuō),后來(lái)徐云他們同學(xué)會(huì)的時(shí)候都還提起過(guò)。 當(dāng)然了。 徐云他們一直有件事沒(méi)和那個(gè)妹子說(shuō)清楚——后來(lái)大家想了想,其實(shí)用剃須刀也是差不多的…… 咳咳,言歸正傳。 思路已經(jīng)明晰,剩下的就很簡(jiǎn)單了。 徐云讓發(fā)生器保持啟動(dòng)狀態(tài),將威廉·惠威爾準(zhǔn)備好的幾個(gè)檢波器分法給了眾人,對(duì)駐波展開(kāi)了檢測(cè)。 “這里電壓表為0,是個(gè)零值點(diǎn)!” “1.7v……還有比我更大的嗎?” “……應(yīng)該沒(méi)有了,1.7看來(lái)就是波峰和波谷的位置。” “1.5……1.6……1.7,找到了,我這里是個(gè)峰值區(qū)域!” 一眾大佬的聲音在屋內(nèi)此起彼伏,很快,幾個(gè)駐波的節(jié)距就被檢測(cè)了出來(lái)。 “0.26米……” 看著統(tǒng)計(jì)對(duì)照后的數(shù)值,法拉第摸了摸下巴: