第409节
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：