“?”


    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。


    隻見此時此刻。


    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、三硼酸鋰色晶體等等。


    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,校內在晶體原石方麵多少有些儲備。


    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,在變頻方麵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,您是半導體方麵的專家,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。


    隻見法拉第點了點頭,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。


    如果再往前追朔,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係,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:


    “當然不會有關係,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:


    “當然是和光強有關係。”


    “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係。


    也就是光的強度越大,火花就會越強。


    因為經典理論裏麵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。(後麵一律用電荷來代替電子,因為1850年的認知隻有電荷)


    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麵,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麵波函數,以及周期勢場中的bloch函數嚐試解釋。


    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“隻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裏。


    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係。


    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,線路方麵一切正常。”


    “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,隻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,你繼續吧,羅峰同學。”


    徐雲見說重新走到了發射器邊,按下了啟動鍵。


    休——


    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隻有三種:


    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。


    隻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。


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


    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。


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


    也就是dλ/λ=。


    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-u2/c2)。


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


    按照曆史軌跡。


    後世實驗室中常用的偏振片要到1908年,才會由海對麵的蘭德製作出來。


    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——因為隻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係統,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恒定的角速度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=icos2Θ。


    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=icos2Φ=i3sin2Θ=i(2Θ)2


    所以通過p3的光強為= i(sin22Θ)/8 =i(1–cos4Θ)/16。


    cos4Θ=-1時,通過係統的光強最大。


    這個係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。


    接著徐雲將偏振片係統放到鋅板前,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餘倍不止,接收器上依舊有電火花出現!


    啪啪啪。


    看著麵前躍動的電光,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?校醫在哪裏?”


    見此情形。


    發生器邊上的徐雲也是心頭一顫,一步竄到了法拉第麵前:


    “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裏頭,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鬆的是。


    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,呼吸也恢複了正常。


    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老,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。


    隻要光頻不足,光強拉到天上去也沒用。


    而隻要達到了特定頻率,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係的一種情況,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?


    答桉自然是隻能等,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麵形成電火花......


    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。


    想到這裏。


    法拉第抬頭看了眼夜空。


    此時的夜空如同一片黑幕,隻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。


    波光裏的電火花,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,我係穿越者.......


    ........


    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。

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