第二百九十五章 推开微观世界的大门！

 “古斯塔夫，加外部场吧。”


 听到法拉第的这番话。


 一旁的基尔霍夫立刻走到桌子的另一侧，取出了两块电极。


 这两块电极均为金属材质，不过看不出具体的金属种类，总之不是锌就是铝。


 它们的大小有些类似后世的平板电脑，厚度约有两指宽，外部还连着一些导线。


 众所周知。


 有关阴极射线的研究，其实是个时间跨度很长的项目。


 在1858年普吕克发现了阴极射线后。


 一直要到1879年初，克鲁克斯才会确定它带能量的性质。


 接着还要再过十多年，才会由JJ汤姆逊公开它的本质。


 但如今却不一样。


 徐云虽然没有把阴极射线的所有秘密都一次性揭开，但很多关键性的思维节点他已经藉着‘肥鱼’的身份告诉给了法拉第。


 因此法拉第可以很轻松的直接省略一些无意义的时间，将实验的效率达到最大化。


 例如从复杂的性质研究，直接跳到现在的......


 电性检测。


 在拿出两块电极板后。


 基尔霍夫将两块它们小心的放到了真空管两侧，固定好位置，保证彼此互相平行。


 接着将通路与真空管外部的导线互相连接，便退开数步，开启了电源。


 很快。


 随着电动势的出现，两块带电的金属板之间出现了电场。


 又过了几秒钟。


 真空管内的蓝白光线逐渐开始产生了变化，从原先的笔直照射，慢慢开始变得弯曲起来。


 小半分钟后。


 光线的偏转已然转了个大度数，清晰的肉眼可见。


 见此情形。


 法拉第、韦伯与高斯三人，瞳孔同时一缩！


 法拉第扶着椅子靠背的右手，更是紧紧一握！


 实话实说。


 从现象本身角度来说，阴极射线的偏转其实很简单：


 此时它转向了左侧的金属板，与电场的预设方向相反，因此显然带负电。


 但令法拉第等人惊讶的并非现象表面那么简单，而是因为......


 阴极射线居然真的会受到电场力！


 要知道。


 在一个多月前的开学式上，徐云已经通过光电效应验证了光的微粒说。


 目前这个实验已经传遍了欧洲科研界，帮助微粒说和波动说重新回到了对等的位置上。


 在这个前置条件的背景下，阴极射线还会发生偏转，这便说明了一件事：


 阴极射线是带电粒子的粒子流！


 更关键的是。


 可见光虽然存在波粒二象性的说法，但它的‘粒子’却不受电场磁场的干扰。


 因此目前为止，所有人都只能用实验佐证它的物理性质，却很难做到‘捕捉’这种微粒的存在。


 可由带电粒子组成的光线就不一样了。


 它不像电流那样无法触及，因为光线是可以通过肉眼进行观测的物质——这是徐云早先刻意引导形成的错误知识。


 如此一来。


 加上阴极射线的带电属性，只要通过物理和数学相结合，就一定能研究出那个‘微粒’的一些详细属性！


 想到这里。


 法拉第不由深深的叹了口气。


 实际上早在12年前，就是辉光现象刚刚被发现的那会儿，他也曾经尝试过施加对光线施加电场的操作。


 奈何当时真空管的真空度较低，电场引起了引起了残余气体的电离。


 最终导致了相关实验的完全失败。


 也正是这个尝试的失败，才让法拉第彻底放弃了研究辉光现象的想法。


 自己当初究竟错失了什么啊......


 随后法拉第深吸一口气，强行将心中的感叹暂时抛到脑后，转身对基尔霍夫道：


 “继续吧，古斯塔夫。”


 基尔霍夫点点头，上前又取出了几样设备。


 其中一个是人工改造过的磁极，面积很大但是很薄。


 另一个则是一个开口的铜桶。


 铜桶的构造简单到甚至不需要用文字来描述，外观无限接近于后世食堂装汤铁桶的缩小版。


 不过玩意儿还有一个名称，叫做法拉第圆筒。


 它和验电器组合在一起，便能做到验证电量的效果。


 接着基尔霍夫将整个磁极放到了试管下方，又将法拉第圆筒接到了阳极的位置。


 看着正在鼓捣设备的基尔霍夫，徐云忽然想到了什么。


 只见他悄悄转过头，不动神色的瞥了眼一旁的威廉·韦伯。


 不过凑巧的是。


 韦伯此时也正好看着这儿，对上徐云的视线后不由和蔼一笑：


 “怎么了吗，罗峰同学？”


 徐云见状表情一僵，连忙干笑着摆了摆手：


 “没事儿没事儿，屋里好像有蚊子在飞，我就随便看看。”


 韦伯一脸疑惑的朝四下里看了一圈。


 如今是最冷的12月末，还能有蚊子？


 收回目光后。


 徐云轻轻呲了呲牙。


 虽然蚊子的理由有些扯，但他总不能告诉韦伯，自己忽然想到基尔霍夫原先是他的助手，如今转投到了法拉第手下做事，想看看韦伯有没有什么牛头人的表现吧.....


 咳咳......


 而就在徐云和韦伯说话的间隙。


 在鼓捣设备的基尔霍夫也拍了拍手，对法拉第道：


 “教授，设备已经准备好了。”


 法拉第点点头，来到桌子边缘，指着阳极一端的法拉第筒道：


 “辛苦了，古斯塔夫，按照计划开始吧。”


 基尔霍夫点了点头，快步来到法拉第桶边上：


 “好的，教授。”


 待基尔霍夫落位后。


 法拉第先将磁极阻断，接着开始调整阴极射线，使其能够过一条狭缝进入阳极内的法拉第筒。


 同时抬起头，对基尔霍夫问道：


 “准备好了吗，古斯塔夫，我要进来了。”


 “我没问题，教授。”


 “那好，我倒数三个数，三...二...一...开始！”


 “.....教授，反馈很剧烈，20%...43%...59%...83%....快满了快满了，教授再不停就要溢出来了！”


 咔哒——


 法拉第连忙终止了射线照射，轻轻抹了把头上的汗水。


 还好自己停的快，要不静电计就要超限了。


 没错，静电计。


 应该不会有人想到别的地方去吧？


 随后法拉第走到静电计边上，扫了扫数值表：


 “9.6X10^6库伦.....古斯塔夫，刚才过去了多久时间？”


 基尔霍夫看了眼手上的秒表：


 “15.6秒。”


 法拉第微微颔首，示意古斯塔夫将计算表清零。


 接着又加入了一根热电偶，第二次开始了照射。


 整个流程与头一次大同小异，唯一的变量就是随着光线的照入，热电偶很快开始升温。


 法拉第则掐着秒表，认真的记着数：


 “12.5...13.4....15.6秒，停！”


 喊停时间后，法拉第看向基尔霍夫，问道：


 “古斯塔夫，温度升高了多少度？”


 基尔霍夫微微俯下身子，在刻度表上认真的比对了起来：


 “唔......0.338度。”


 法拉第将这个数字再次记到了笔记本上，用笔尖在下头划了道梗。


 接着思索片刻，开始了最后一个环节：


 解封刚才被密闭的磁极。


 后世高中物理没考过零分的同学应该都知道。


 带电粒子在匀强磁场中如果只受到到磁场力，那么它便会做圆周偏转运动。


 归纳这个现象的人叫做洛伦兹，因此这个力又叫做洛伦兹力。


 值得一提的是。


 这个力的正确读法应该是洛伦兹+力，也就是人名加上力。


 类似的还有库仑力，安培力等等。


 不过或许是洛伦兹这个名字实在太过微妙了，所以包括许多高中老师在内的师生群体，都会管它叫做洛伦磁力。


 1850年的洛伦兹还有三年才会出生，自然还没法提出洛伦兹力的概念。


 但另一方面。


 洛伦兹是带电粒子在匀强磁场中运动现象的归纳者，他首先提出了运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有作用力的观点，不过却不是现象本身的发现者。


 早在1822年的时候，德国人欧文斯便尝试过一个实验：


 他将一个带电的小珠子放入磁场中，发现珠子会做圆弧状的运动。


 洛伦兹之所以能在相关领域青史留名，所作的贡献并非只是提出一种猜想这么简单，而是因为他归纳了F=qvB*sin(v，B)这么一个公式。


 就像大家说小牛发现了万有引力一样。


 这句话其实是一种比较普众化的解释，严格意义上来说是错误的。


 但是大众又没有涉及到更深层次的必要，所以就有了这么一个比较宽泛的说法。


 靠着纯理论能封神的人，在科学史上其实并不多。


 因此对于法拉第他们来说。


 通过调整磁场的强度，做到将磁场力与电场力互相平衡，并不算一件很困难的事情。


 在施加磁场后。


 法拉第又关掉了金属电极，观察起了现象。


 很快。


 在电磁力的作用下，射线开始偏转。


 法拉第拿着放大镜以及预先做好的刻度表，记录下了偏转的图形。


 接下来的事情就很简单了。


 只见法拉第拿起纸笔，在纸上写下了一个公式：


 Q=


 Ne。


 这个公式的由来很简单。


 在第一个步骤中，法拉第利用静电计测量一定时间内金属筒获得的电量Q。


 若进入筒内的微粒数为N，每个微粒所带的电量为e，那么Q便是N和e的乘积。


 接着法拉第又翻了一页书，写下了另一个公式：


 W=


 N·1/2mv2。


 这个公式的意义同样非常简单：


 经过同样时间后读出温升，若进入筒内微粒的总动能W因碰撞全部转变成热能，那么上升的温度便可以对标计算出总动能W。


 而微粒既然是粒子，那么它的动能也便一定符合动能公式——防杠提前说一下，动能公式在1829年就提出来了。


 其中的m、v分别为微粒的质量和速度，乘以微粒数就是总动能。


 接着只要求出最后磁极偏转的微粒运动轨道的曲率半径R，以及磁场强度H。


 那么便可得：


 Hev=mv2/R。


 将上面三个公式互相代入，最终可以得到一个结果：


 e/m=（2w）/(H2R2Q）（感谢起点，现在后台总算优化一些了.....）


 而e/m，便是........


 荷质比！


 所谓荷质比，指的便是带电体的电荷量和质量的比值，有些时候也叫作比荷。


 这是基本粒子的重要数据之一，也是人类推开微观世界的关键一步。


 当初在听徐云讲波动方程的时候，为了弥补法拉第的数学水平，曾经给他打了个高斯灵魂附体的补丁。


 不过今天高斯已经到了现场，徐云就不需要再考虑请神了。


 只见高斯取过纸笔，飞快的在纸上演算了起来。


 五分钟后。


 这位小老头随意将笔一丢，轻轻的抖了抖手上的算纸。


 只见此时此刻。


 纸上赫然写着一个数字：


 1.6638*10^11C/kg。


 就在高斯准备吹逼两句之际，他的身边忽然又响起了一道熟悉的声音：


 “啊咧咧，好奇怪哦.......”


 .......


 注：


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