電磁波的速度與光速近似。
随着小麥這句話的說出。
法拉第頓時爲之一愣,旋即恍然的朝額頭上一拍,發出了一道清脆的“啪”。
原來如此
難怪自己感覺這個數字有些熟悉。
2.97969X10^8m/s,這不就和之前測算出的光速相差無幾嗎?!
可是
爲什麽會這樣呢?
要知道。
在眼下這個時代,科學界對于機械波已經有了比較明确的認知:
它是由擾動的傳播所導緻的在物質中動量和能量的傳輸。
同時呢,機械波又可以分成縱波與橫波兩類。
例如沿弦的波和聲波等等,當然還有混合波。
而波與波之間除了類别不同,傳播的速度也是各有差異。
例如聲波的速度是每秒340米,測出這個數值的人叫做德罕姆,是個英國人。
他在1708年通過肉眼觀測大炮,測出了在20攝氏度的情況下,聲速大約在每秒343米左右。
至于水中聲速的測算者則是科拉頓。
他在日内瓦——是地名的那個日内瓦哈,他在日内瓦湖上通過一個精密的小實驗,計算出了水中聲速爲1435米/秒。
另外還有弦波乃至光波,這些數值目前都已經有了測算方式與結果。
在法拉第看來。
電磁波源自電場和磁場,其中電場的震蕩頻率先天性的就處在一個高位。
加上現象方面的對比,電磁波的波速自然不太可能是個低值。
但這個‘不太可能是個低值’的意思,頂了天就是一秒幾十公裏,比約翰·米歇爾在1760年猜測的地震波速度快一些罷了。
可眼下根據實測出來的結果,電磁波的速度居然接近光速?
以法拉第或者說在場每個大佬的眼界,都能意識到這個相同點代表着什麽。
物理學中這種量級的巧合基本上不存在,超高尺度上某些關鍵數值相近的物質,彼此之間必然有着某種關系。
見法拉第沉默不語,一旁的焦耳猶豫片刻,問道:
“羅峰同學,會不會是我們在測量環節上出現了誤差?”
徐雲看了他一眼。
作爲後世來人,徐雲對于焦耳的想法多少能有些理解。
在能夠沖擊自己三觀的現象面前,心中會産生懷疑實屬正常。
隻見徐雲輕輕搖了搖頭,解釋道:
“焦耳先生,剛才的檢測環節您也看到了,我們一共收集了不下五十組的節距數據。”
“由此計算出來的數值雖然依舊可能存在偏差,但這種偏差至多導緻小數點後幾位的不同,在‘量級’這個概念上還是非常精确的。”
“另外就是.”
徐雲一邊說一邊從桌上翻出了最早的那個經典波動方程,指着方程繼續道:
“我們其實可以從波動方程入手,從純數學的角度對電磁波的速度進行一次計算。”
法拉第等人聞言,連忙将視線轉移到了方程上。
過了幾秒鍾。
一直沒什麽戲份的紐曼忽然打了個響指,拿着筆在μ0ε0上畫了個圈:
“對啊,我們可以從方程角度把波速給逆推出來,哎呀,早該想到這點的!”
先前提及過。
電場的波動方程是▽B=μ0ε0(B/t)。
磁場的波動方程是▽E=μ0ε0(E/t)。
對比一下電場和磁場的波動方程,你會發現它們是形式是一模一樣的——隻不過就是把E和B互換了一下而已。
這說明二者存在的波在速度上完全一緻,同時再對比一下經典波動方程的速度項,不難發現另一個情況:
電磁波的速度,可以從電磁場的波動方程中逆推出來。
也就是.
V=1/√ ̄μ0ε0。
其中μ0是絕對介電常數,數值爲4π×10^-7m·kg/C。
ε0則是真空介電常數,數值爲8.854187818×10^-12Cs/kg·m。
其中前者的單位可以所寫成N/A,後者則可以表示成F/m。
隻是按照正常曆史。
法拉也好,安培也罷。
這些單位要到1881年的國際電學大會上,才會被正式做出定義。
但和之前的旋度一樣。
1850年的科學界早就對這個概念有所認知了,隻是表達形式上暫時還是Cs/kg·m而已。
就像電容量的單位庫倫,它也是1881年的國際電學大會上定義的數值,但在此之前早都被用的爛大街了。
1881年之所以會舉行這麽一場大會,主要還是因爲美洲以及亞洲國家在這方面沒有完備的體系,所以才用這麽一場正式化的會議對單位進行了定性。
其中亞洲的國家主要是指霓虹,與明治維新有關系,此處就不贅述了。
順便一提。
那場會議上定義了七個電學計量單位,分别是:
庫倫、安培、伏特、歐姆、法拉、亨利和西門子。
當然了。
看到這裏,可能有同學會問:
以1850年的科技水平,到底是怎麽在真空下測算出那些數據的呢?
這其實和徐雲上輩子寫小說的時候,一個讀者提出的‘1850年數值就可以那麽精确了嗎’有些類似。
這兩個問題的根本原因還是在于固有的認知壁壘——很多人以爲1850年仿佛和現在是兩個紀元,能算出10x10=100就很了不起了。
這其實是個非常嚴重的錯誤。
實際上。
1850年已經可以算是近代科學的臨近節點了。
在這個節點内,很多領域并不像大家認爲的那樣原始。
例如真空測量。
其實早在1643年,伽利略的學生托裏切利就做出了世界上第一個衡量氣體壓強的裝置。
他靠實驗證實了大氣壓相當于760mm汞柱的壓強.也就是7.6×104Pa,開創了定量測量真空程度的先河。
在現在1850之前,波登——也就是鼓搗出波登管的那位大佬,更是把形變真空計都給發明出來了。
要不然你以爲小麥爲啥能在麥克斯韋方程組中,推算出光在真空裏的速度?
1850年和2022年有着無法逾越的壁壘,這點毫無疑問。
但這并不代表那個時代就是純純的原始社會,沒有任何亮點。
這就和如今的網文小說一樣,2022年出了不止一本的10萬均訂作品,這在2012年是想都不敢想的事情——那時候頭部的均訂也就一萬多兩萬罷了。
可你能說2012年的網文作品就毫無亮點嗎?
顯然不是的。
《遮天》《吞噬》《永生》《凡人》這些作品,哪怕以2022年的眼光去看都依舊堪稱經典。
每個時代都有各自的局限性,但也同樣有它的閃光點。
視線再回歸現實。
想到了V=1/√ ̄μ0ε0,那麽接下來就很簡單了。
“V=1/√ ̄4π×10^-7m·kg/CX8.854187818×10^-12Cs/kg·m”
如此複雜的計算過程,自然也就又交給了小麥操刀:
“所以V=√ ̄8.987552x10^16m/s”
“最後答案是2.9979X10^8m/s!”
小麥計算出的數值是真空中的光速,加上徐雲等人測量多多少少都有些誤差,因此在小數點後有些不同是非常正常的。
“2.9979X10^8m/s”
法拉第重複着這個數字,心中感慨不已的同時,還鬼使神差的冒出了另一個想法:
如果自己想要在劍橋大學長期任教,估計要定期向阿爾伯特親王讨要一些硝酸甘油了
随後他深吸一口氣,看向徐雲,問道:
“羅峰同學,如此看來,光和電磁波難道是一種東西了嗎?”
徐雲果斷點了點頭,剛想說某些話,将出口時卻生生止住了。
刹那之間。
他的心中掠過了很多想法。
隻見他遲疑片刻,本應出口的内容換成了另一句話:
“是的,法拉第先生,根據當年肥魚先祖的研究,他最終得出了一個結論。”
“那就是電磁波,是一種特殊頻率的光。”
後世學過高二物理的朋友應該都知道。
光其實是電磁波的一種,屬于電磁波的真子集。
通俗地說就是某一個頻率.也就是波長範圍内的電磁波,我們稱之爲光。
例如人類隻是靈長目動物裏面的一部分而已,如果把人類比喻成光,那麽電磁波就是所有靈長目動物。
當然了。
這隻是比較基礎的一些概念,深入下去就很複雜了。
比如電磁波可以說不需要介質傳播,也可以說以時空爲介質傳播,譬如時空波動就是弦論中的開弦。
所以引力引起的時空曲率變化可以影響光,甚至有些人認爲人們曾經尋找的以太其實就是時空本身等等
尤其是一些民科,酷愛在這方面提出一些稀奇古怪的看法。
據說去年還有人發郵件到科院,表示希望能進托卡馬克觀測一番.
别人是朝聞道夕死可矣,這位是朝聞道秒死可矣.
總而言之。
無論更深層次的理論哪個正确,光是電磁波的真子集這個概念還是沒問題的。
但是思索再三,徐雲還是決定提出一個相反的說法:
電磁波是一種光。
畢竟就目前的情況來說,‘肥魚’的人設實在是有些太完美了。
曆史上無數的例子告訴我們,一個完美無缺的‘神’是不存在的,也是會出問題的。
任何一個人都會犯過錯,甚至有被人诟病的黑點。
長久以往,這并不是一件好事。
所以徐雲幹脆學了個蕭何自污,給‘肥魚’套了個黑色的光環。
其實在此之前,徐雲就考慮過這個問題。
奈何想要找一個可以作爲黑點、但同時又對科學史發展沒那麽大影響的實驗目标,篩選起來确實有些困難。
而可巧不巧的,電磁波便是一個很不錯的選擇。
電磁波和光的屬性紛争始終都維持在理論領域,實操環節該怎麽樣還是怎麽樣。
甚至伱說光和電磁波都是另外一種不存在的東西——比如說都叫做‘釣魚娘’,在實操環節也不會有太大影響。
同時在過幾年。
等到JJ湯姆遜從實驗中發現了陰極射線,科學界多半便會對徐雲的說法産生懷疑了。
待光是電磁波的真相一被發現,想必屆時很多人都可以松一口氣:
哦,原來肥魚先生也會犯錯啊.
格局.jpg。
當然了。
此時的法拉第并不知曉徐雲的想法。
在聽到徐雲的這番話後,他的心中隻是閃過了一絲微不可查的怪異感,便很快接受了這個解釋。
畢竟從目前掌握的現象來看,光和電磁波确實找不出太明顯的區别。
随後徐雲又與法拉第等人用偏振片之類的設備驗證了電磁波的特性,發現它同樣具備有折射、反射以及偏振的特性。
到了這一步,剩下的就是收尾環節了。
隻見法拉第取出一張羊皮紙,在上頭寫下了最終結論:
【經驗證,電磁波是一種特殊的光】。
随後法拉第等人又歸納了一遍實驗結果,準備将相關内容在下一次學術會議上正式公布。
至此。
徐雲在劍橋大學搞出的第一波騷操作,便正式被畫上了休止符。
想來從今以後,應該不會再遇到比這更刺激的事兒了
吧?
法拉第和焦耳基爾霍夫都出來了,徐雲确實想不出還有什麽比這陣仗更大的事情了.
嗯,絕不可能!
如果有,他願意當場再把那柄斧頭吃掉!
半小時後。
收拾好設備的徐雲帶着小麥,重新回到了302宿舍。
剛一進屋。
徐雲便将圍巾一解,仰躺在了床上。
實話實說。
這兩天的實驗看起來非常順利,但對于徐雲來說,肩膀上的壓力卻也着實不小。
畢竟整個環節中哪怕有一個細節出錯,都可能對結果造成不可逆的影響。
好在靠着自己上輩子勤奮更新積累下的人品,這一關算是順利度過了。
而就在徐雲仰躺之際。
他的面前久違的浮現出了一道光幕。
【檢測到面壁者第一環任務已完成,任務評價及第二環任務生成中】
注:
高考出成績了,有同學報一下分數嗎?
今天做了針灸,手不敢動太厲害,章節有點短,25号1.5萬字!
(本章完)