沒有上帝視角的徐雲並不清楚。
小麥的這一聲突如其來‘啊咧咧’,不但讓曆史踉蹌著又往前走了兩步。
還讓上千公裏外的一個小男生,在五歲的時候便體驗了一迴牛頭人的感覺。
此時的徐雲正裝擺出了一臉新奇的神色,和黎曼像是吉祥物似的站在一旁,充當著大佬們的氣氛組。
隻見高斯繼續觀察了小半分鍾射線,忽然想到了什麽,扶了扶眼鏡,目光在光源和花瓶處反複掃了幾次。
韋伯對於自己好基友的能力還是非常了解的,見狀不由問道:
“弗裏德裏希,你發現什麽了嗎?”
高斯擰著眉毛,凝重的點點頭,指著陽極說道:
“愛德華你看,射線的光源..也就是陽極處於真空管內部,因此光線在穿透真空管外壁的時候,會出現一個特殊的接觸麵。”
“這個接觸麵的左側是真空管內部,真空度極高,外部則是正常空氣,也就是標準氣壓。”
“因此當光線穿透過這部分接觸麵的時候,有部分空氣會產生電離,這才使得我們可以靠肉眼觀察到陽極區域的光線。”
“但是......”
說著高斯又指了指陽極到花瓶之間的空氣,虛空劃出一段直線。
隨後來到桌邊,拿起一張黑紙,直接擋在了光路上。
然而令法拉第和韋伯驚訝的是。
黑紙上沒有任何光斑出現,而花瓶上的熒光點卻仍舊不受影響。
隨後高斯收迴黑紙,深吸一口氣,對法拉第等人說道:
“你們看,光路中的射線是可不見的,但既然如此......”
“為什麽花瓶上的光斑會顯示呢?”
一般來說。
如果一道光線能被肉眼看到它的落點,那麽若是在中間放個遮擋物,遮擋物即使被光線穿過,理論上在表麵也應該能看到一個光斑才對。
最簡單的例子就是黑夜裏隔窗照射的手電筒,在室內看到光線的同時,窗戶上也會出現一個光斑。
而眼下的黑紙上卻空無一物,這顯然說明了一件事:
光線的落點處,一定存在某些能讓它現形的東西!
法拉第在入行時曾經擔任過化學家漢弗裏·戴維的助手,在化學這方麵的知識儲備要遠高於數學,因此很快就判斷出了問題所在:
“弗裏德裏希,難道是因為花瓶的塗料...?”
高斯沉默的點了點頭,走到花瓶邊上。
接著拎著瓶頸把它轉了個圈,將它正對光路的位置換成了沒有抹塗料的光潔麵。
而這一次......
熒光消失了。
見此情形。
高斯不由摸了摸花瓶上的塗料,還用指甲尖在上頭推了幾下,喃喃道:
“看來...這道特殊的射線,和氰化鉑酸鋇會發生某種顯像上的聯動。”
“氰化鉑酸鋇?”
法拉第微微一愣,旋即脫口而出:
“那它豈不是也會在底片上顯像?”
高斯緩緩點了點頭:
“賓果。”
氰化鉑酸鋇。
這便是上章所提及過、同時也是倫琴能夠發現x射線的最大功臣。
這是一種專用於塗料和底片曝光的物質,在19世紀尤其常見。
當然了。
很多同學看到開頭的那個‘氰’字,多半就會下意識的認為這是一種劇毒物質。
但事實上卻並非如此。
氰化物的英文名叫做cyanides,像網文裏的巴立明一樣,經常在各種偵探劇中跑龍套——尤其是某個死神小學生漫畫裏。
基本上見到喝了飲料的死者,再一聞他口中的‘苦杏仁味’,就能確定此人死於氰化物。
不過上輩子服用過氰化物的同學應該都知道。
“氰化物聞起來像苦杏仁味”這個描述沒有錯,但其實氰化物的味道並不那麽明顯。
大部分普通人因為沒有氰化物相應氣味受體的緣故,幾乎是聞不到氰化物的味道的。
甚至於在生活中,很多人也壓根就不知道苦杏仁到底是個啥味......
腰果味?
核桃味?
還是巴旦木味?
都不是。
苦杏仁的真正味道實際上有些類似遊泳池裏帶迴來的毛巾,也就是帶著少許含氯消毒液的味道,真喝起來還帶著一絲澀味。
同時呢。
氰化物之所以會有害,真正原因是它所含有的氰基離子。
這玩意能和人體內的鐵離子結合,鐵離子被氰根結合之後就不正常工作了。
進而唿吸酶被抑製,造成組織、細胞內窒息。
而中樞神經細胞對於又缺氧非常敏感,因此死者通常會死於唿吸中樞的麻痹。
這就是劇毒氰化物致死的毒理。
在通俗概念中。
所謂的毒性氰化物,其實主要是指三種物質。
也就是氰化鈉、氰化鉀、氫氰酸哥仨。
像氰化鉑酸鋇就很難解離出氰基離子,因此它的毒性相對不大。
所以這玩意倒確實是個沒啥明顯危害的物質,不太像鉛盤之類的毒物,被長期使用而不自知。
隨後高斯又看了眼法拉第,法拉第立刻意會了他的想法,轉身對基爾霍夫說道:
“古斯塔夫,你去隔壁實驗室取幾張相機底片過來,速度快點。”
基爾霍夫點點頭,恭敬說道:
“明白。”
說完他便朝屋外走去。
過了幾分鍾。
基爾霍夫去而複返。
隻見他快步來到法拉第身邊,將手中的一個牛皮袋遞到了法拉第麵前:
“法拉第先生,底片我帶迴來了。”
“有勞你了,古斯塔夫。”
法拉第接過牛皮袋,從中取出了一張巴掌大小的相機底片。
後世的x光底片一般都是pet膠片,上頭塗著一層乳劑層,又厚又硬。
在與x光接觸後。
乳劑層內的鹵化銀晶體發生化學反應,並與鄰近也受到光線照射的鹵化銀晶體相互聚結起來,沉積在膠片上,從而留下影像。
乳劑層接受到的光量愈多,就有更多的晶體聚結在一起。
光量愈少,晶體的變化和聚結也愈少。
沒有光落到的乳劑上,自然也就沒有晶體的變化和聚結。
由此,便可以得到不同的影像。
不過這年頭還沒有x光底片,相機底片顯示出來的還是正片,使用的是路易·達蓋爾發明的銀版攝影法。
它的定型劑是食用鹽,感光速度非常的慢,平均需要十幾分鍾才會有結果。
也正是因為這個原因。
原本曆史中倫琴在研究x射線的時候,才會讓他妻子在x射線下照射足足十五分鍾。
還好倫琴沒活在2022年,不然啥有才無德的帽子加上天馬流星拳估計都來了。
除此以外。
法拉第手中這些底片與後世最大的不同點,便是它們的顏色——它們是介於淡黃和淡綠之間的色彩,也就是顯形劑汞和氰化鉑酸鋇交雜出來的色彩。
如果徐雲早穿越個幾年,他還能見到玻璃基底的底片......
隨後法拉第將底片固定到了一處架子上,放到花瓶光斑出現的位置。
接著繼續開啟了第一根真空管。
很快。
在x射線的照射下,底片的中心處慢慢出現了綠色的熒光。
法拉第又迴到操作台邊,將原先的熱電偶以及驗電器挪到了底片處。
說來也巧。
徐雲上輩子在寫小說的時候恰好也寫到過熱電偶,讀數也恰好是小數點後五位。
於是呢,當時便有讀者質疑過熱電偶度數的問題:
19世紀沒有電子管,熱電偶不可能會顯示到小數點後五位。
其實那時候徐雲是有些懵逼的——熱電偶顯示的數值其實和電子管沒有任何關係好麽.....
電子管是電氣儀表.....也就是二次儀表會用到的零件,它隻是讓屏顯數值比較直觀一些罷了。
在沒有屏顯的年代,通過水銀示數和熱電效應,科學界早在1830年就能做到精確到小數點後六位了。
這種原理其實和卡文迪許扭秤實驗有些類似,通過多個精妙的階段達到以小測大的效果。
屏顯隻是優化了步驟,讓數據可以快速的展現出來,並不是說沒有屏顯就讀不出來示數了。
好了,視線再迴歸原處。
在與未知射線接觸後,熱電偶上很快顯示出了溫升:
0.763。
在光學領域中,這是一個相當大的數值,代表著這束射線的能量很大。
而能量越大,便代表著波長越短,頻率越高。
想到這裏。
法拉第又走迴操作台,取出了一枚三棱鏡以及一枚非線性光學晶體——就是徐雲當初演示光電效應時用到的那玩意兒。
隨後他戴上手套,將三棱鏡放到了陽極末端的射出點,抬頭看向高斯。
高斯觀察了一會兒底片,朝他搖了搖頭:
“光斑位置沒有變化。”
法拉第重重的咦了一聲,遲疑片刻,又換上了非線性光學晶體。
幾秒鍾後。
高斯依舊搖了搖頭,語氣中也帶上了強烈的費解:
“光斑......還是沒有明顯變化。”
法拉第站起身勻了勻氣息,用大拇指摸著下巴,說道:
“奇怪了,這道光線的折射率為什麽會這麽低?”
一旁的高斯與韋伯,同樣緊緊擰著眉頭沒有說話。
就像對於這道未知射線的出現毫無準備一般。
法拉第他們無論如何都想不到,自己隻是例行做了個光線折射的校驗步驟.......
一個極其詭異的現象,就極其突兀的出現在了他們的麵前。
準確來說。
這是一個足以震動物理體係基石的現象。
上頭提及過。
根據熱電偶顯示的讀數,可以確定這道光線能量很大,也就是頻率極高。
而頻率越高,理論上的折射率就應該越大——這是從笛卡爾、牛頓他們手中校驗過的真理。
但根據法拉第此時的實驗,這道光在經過晶體之後,卻幾乎不會發生折射!
這又是怎麽迴事呢?
看著麵色凝重的法拉第,一旁的徐雲不由在心中歎了口氣。
他大約能猜到法拉第三人的疑惑,但他能做的,隻是在心中微微歎口氣。
x射線波長短,但它的折射率卻接近1,這是屬於一個非常非常深奧的問題。
它叫做反常色散。
它通常發生在物質的吸收峰附近,當波長非常短時,折射率可能會很接近於1。
也就是x射線常常碰到的情況。
當它發生後,還會出現另一種情況:
從真空進入介質時,電磁波可能發生全反射,並且x射線在介質中的傳播速度要大於真空光速。
當然了。
這裏的傳播速度是指電磁媒介裏麵的相速度,不代表信號或能量的傳播速度。
它是波前或波的形狀沿導波係統的縱向所表現的速度,代表能量或信號傳播速度的是群速。
電磁媒介隻是量子電動力學的推論,和真實物理比較會具有一定的失真。
因此相對論還是成立的。
造成這種情況的原因很複雜,涉及到了電場和磁場的時空振動。
時間振動用圓頻率w=2πf表示,空間振動用波長λ描述,兩者乘積就是光速c。
問題是電流也會激發磁場,它改變了電場和磁場的耦合。
在一般情況下。
電場推動介質中的電子運動形成一個同頻電流,所以這個電流不影響電磁波頻率,但會改變電磁波的空間周期。
也就是λ變成了λ1,從而引發光速的改變。
粗略的說,折射率就是介質中光速變化的度量。
解釋起來非常簡單,也非常好理解。
不過1850年的物理體係還無法做到振子模型與麥克斯韋方程組相結合——別的不說,推導出麥克斯韋方程組的那貨,這會兒還站在門邊負責開關呢。
因此對於如今的物理學界而言。
在接下來的一段時間裏,頭頂上恐怕要多出一朵烏雲了。
畢竟頻率越大反射率越大,某種意義上來說可是經典物理的基石之一......
雖然不是一顆特別大的石頭,但它的依舊是一顆基石。
當然了。
這是今後才需要考慮的問題,法拉第他們目前要做的,還是繼續對這道射線的研究。
.......
注:
一位發小在外地出車禍了,傷勢不輕,而且據說肇事方態度不太好,今晚要先趕過去,更新少點。
另外忍不住吐槽一下,基建燃油現在要250是什麽鬼,一年半沒出門漲了五倍?
小麥的這一聲突如其來‘啊咧咧’,不但讓曆史踉蹌著又往前走了兩步。
還讓上千公裏外的一個小男生,在五歲的時候便體驗了一迴牛頭人的感覺。
此時的徐雲正裝擺出了一臉新奇的神色,和黎曼像是吉祥物似的站在一旁,充當著大佬們的氣氛組。
隻見高斯繼續觀察了小半分鍾射線,忽然想到了什麽,扶了扶眼鏡,目光在光源和花瓶處反複掃了幾次。
韋伯對於自己好基友的能力還是非常了解的,見狀不由問道:
“弗裏德裏希,你發現什麽了嗎?”
高斯擰著眉毛,凝重的點點頭,指著陽極說道:
“愛德華你看,射線的光源..也就是陽極處於真空管內部,因此光線在穿透真空管外壁的時候,會出現一個特殊的接觸麵。”
“這個接觸麵的左側是真空管內部,真空度極高,外部則是正常空氣,也就是標準氣壓。”
“因此當光線穿透過這部分接觸麵的時候,有部分空氣會產生電離,這才使得我們可以靠肉眼觀察到陽極區域的光線。”
“但是......”
說著高斯又指了指陽極到花瓶之間的空氣,虛空劃出一段直線。
隨後來到桌邊,拿起一張黑紙,直接擋在了光路上。
然而令法拉第和韋伯驚訝的是。
黑紙上沒有任何光斑出現,而花瓶上的熒光點卻仍舊不受影響。
隨後高斯收迴黑紙,深吸一口氣,對法拉第等人說道:
“你們看,光路中的射線是可不見的,但既然如此......”
“為什麽花瓶上的光斑會顯示呢?”
一般來說。
如果一道光線能被肉眼看到它的落點,那麽若是在中間放個遮擋物,遮擋物即使被光線穿過,理論上在表麵也應該能看到一個光斑才對。
最簡單的例子就是黑夜裏隔窗照射的手電筒,在室內看到光線的同時,窗戶上也會出現一個光斑。
而眼下的黑紙上卻空無一物,這顯然說明了一件事:
光線的落點處,一定存在某些能讓它現形的東西!
法拉第在入行時曾經擔任過化學家漢弗裏·戴維的助手,在化學這方麵的知識儲備要遠高於數學,因此很快就判斷出了問題所在:
“弗裏德裏希,難道是因為花瓶的塗料...?”
高斯沉默的點了點頭,走到花瓶邊上。
接著拎著瓶頸把它轉了個圈,將它正對光路的位置換成了沒有抹塗料的光潔麵。
而這一次......
熒光消失了。
見此情形。
高斯不由摸了摸花瓶上的塗料,還用指甲尖在上頭推了幾下,喃喃道:
“看來...這道特殊的射線,和氰化鉑酸鋇會發生某種顯像上的聯動。”
“氰化鉑酸鋇?”
法拉第微微一愣,旋即脫口而出:
“那它豈不是也會在底片上顯像?”
高斯緩緩點了點頭:
“賓果。”
氰化鉑酸鋇。
這便是上章所提及過、同時也是倫琴能夠發現x射線的最大功臣。
這是一種專用於塗料和底片曝光的物質,在19世紀尤其常見。
當然了。
很多同學看到開頭的那個‘氰’字,多半就會下意識的認為這是一種劇毒物質。
但事實上卻並非如此。
氰化物的英文名叫做cyanides,像網文裏的巴立明一樣,經常在各種偵探劇中跑龍套——尤其是某個死神小學生漫畫裏。
基本上見到喝了飲料的死者,再一聞他口中的‘苦杏仁味’,就能確定此人死於氰化物。
不過上輩子服用過氰化物的同學應該都知道。
“氰化物聞起來像苦杏仁味”這個描述沒有錯,但其實氰化物的味道並不那麽明顯。
大部分普通人因為沒有氰化物相應氣味受體的緣故,幾乎是聞不到氰化物的味道的。
甚至於在生活中,很多人也壓根就不知道苦杏仁到底是個啥味......
腰果味?
核桃味?
還是巴旦木味?
都不是。
苦杏仁的真正味道實際上有些類似遊泳池裏帶迴來的毛巾,也就是帶著少許含氯消毒液的味道,真喝起來還帶著一絲澀味。
同時呢。
氰化物之所以會有害,真正原因是它所含有的氰基離子。
這玩意能和人體內的鐵離子結合,鐵離子被氰根結合之後就不正常工作了。
進而唿吸酶被抑製,造成組織、細胞內窒息。
而中樞神經細胞對於又缺氧非常敏感,因此死者通常會死於唿吸中樞的麻痹。
這就是劇毒氰化物致死的毒理。
在通俗概念中。
所謂的毒性氰化物,其實主要是指三種物質。
也就是氰化鈉、氰化鉀、氫氰酸哥仨。
像氰化鉑酸鋇就很難解離出氰基離子,因此它的毒性相對不大。
所以這玩意倒確實是個沒啥明顯危害的物質,不太像鉛盤之類的毒物,被長期使用而不自知。
隨後高斯又看了眼法拉第,法拉第立刻意會了他的想法,轉身對基爾霍夫說道:
“古斯塔夫,你去隔壁實驗室取幾張相機底片過來,速度快點。”
基爾霍夫點點頭,恭敬說道:
“明白。”
說完他便朝屋外走去。
過了幾分鍾。
基爾霍夫去而複返。
隻見他快步來到法拉第身邊,將手中的一個牛皮袋遞到了法拉第麵前:
“法拉第先生,底片我帶迴來了。”
“有勞你了,古斯塔夫。”
法拉第接過牛皮袋,從中取出了一張巴掌大小的相機底片。
後世的x光底片一般都是pet膠片,上頭塗著一層乳劑層,又厚又硬。
在與x光接觸後。
乳劑層內的鹵化銀晶體發生化學反應,並與鄰近也受到光線照射的鹵化銀晶體相互聚結起來,沉積在膠片上,從而留下影像。
乳劑層接受到的光量愈多,就有更多的晶體聚結在一起。
光量愈少,晶體的變化和聚結也愈少。
沒有光落到的乳劑上,自然也就沒有晶體的變化和聚結。
由此,便可以得到不同的影像。
不過這年頭還沒有x光底片,相機底片顯示出來的還是正片,使用的是路易·達蓋爾發明的銀版攝影法。
它的定型劑是食用鹽,感光速度非常的慢,平均需要十幾分鍾才會有結果。
也正是因為這個原因。
原本曆史中倫琴在研究x射線的時候,才會讓他妻子在x射線下照射足足十五分鍾。
還好倫琴沒活在2022年,不然啥有才無德的帽子加上天馬流星拳估計都來了。
除此以外。
法拉第手中這些底片與後世最大的不同點,便是它們的顏色——它們是介於淡黃和淡綠之間的色彩,也就是顯形劑汞和氰化鉑酸鋇交雜出來的色彩。
如果徐雲早穿越個幾年,他還能見到玻璃基底的底片......
隨後法拉第將底片固定到了一處架子上,放到花瓶光斑出現的位置。
接著繼續開啟了第一根真空管。
很快。
在x射線的照射下,底片的中心處慢慢出現了綠色的熒光。
法拉第又迴到操作台邊,將原先的熱電偶以及驗電器挪到了底片處。
說來也巧。
徐雲上輩子在寫小說的時候恰好也寫到過熱電偶,讀數也恰好是小數點後五位。
於是呢,當時便有讀者質疑過熱電偶度數的問題:
19世紀沒有電子管,熱電偶不可能會顯示到小數點後五位。
其實那時候徐雲是有些懵逼的——熱電偶顯示的數值其實和電子管沒有任何關係好麽.....
電子管是電氣儀表.....也就是二次儀表會用到的零件,它隻是讓屏顯數值比較直觀一些罷了。
在沒有屏顯的年代,通過水銀示數和熱電效應,科學界早在1830年就能做到精確到小數點後六位了。
這種原理其實和卡文迪許扭秤實驗有些類似,通過多個精妙的階段達到以小測大的效果。
屏顯隻是優化了步驟,讓數據可以快速的展現出來,並不是說沒有屏顯就讀不出來示數了。
好了,視線再迴歸原處。
在與未知射線接觸後,熱電偶上很快顯示出了溫升:
0.763。
在光學領域中,這是一個相當大的數值,代表著這束射線的能量很大。
而能量越大,便代表著波長越短,頻率越高。
想到這裏。
法拉第又走迴操作台,取出了一枚三棱鏡以及一枚非線性光學晶體——就是徐雲當初演示光電效應時用到的那玩意兒。
隨後他戴上手套,將三棱鏡放到了陽極末端的射出點,抬頭看向高斯。
高斯觀察了一會兒底片,朝他搖了搖頭:
“光斑位置沒有變化。”
法拉第重重的咦了一聲,遲疑片刻,又換上了非線性光學晶體。
幾秒鍾後。
高斯依舊搖了搖頭,語氣中也帶上了強烈的費解:
“光斑......還是沒有明顯變化。”
法拉第站起身勻了勻氣息,用大拇指摸著下巴,說道:
“奇怪了,這道光線的折射率為什麽會這麽低?”
一旁的高斯與韋伯,同樣緊緊擰著眉頭沒有說話。
就像對於這道未知射線的出現毫無準備一般。
法拉第他們無論如何都想不到,自己隻是例行做了個光線折射的校驗步驟.......
一個極其詭異的現象,就極其突兀的出現在了他們的麵前。
準確來說。
這是一個足以震動物理體係基石的現象。
上頭提及過。
根據熱電偶顯示的讀數,可以確定這道光線能量很大,也就是頻率極高。
而頻率越高,理論上的折射率就應該越大——這是從笛卡爾、牛頓他們手中校驗過的真理。
但根據法拉第此時的實驗,這道光在經過晶體之後,卻幾乎不會發生折射!
這又是怎麽迴事呢?
看著麵色凝重的法拉第,一旁的徐雲不由在心中歎了口氣。
他大約能猜到法拉第三人的疑惑,但他能做的,隻是在心中微微歎口氣。
x射線波長短,但它的折射率卻接近1,這是屬於一個非常非常深奧的問題。
它叫做反常色散。
它通常發生在物質的吸收峰附近,當波長非常短時,折射率可能會很接近於1。
也就是x射線常常碰到的情況。
當它發生後,還會出現另一種情況:
從真空進入介質時,電磁波可能發生全反射,並且x射線在介質中的傳播速度要大於真空光速。
當然了。
這裏的傳播速度是指電磁媒介裏麵的相速度,不代表信號或能量的傳播速度。
它是波前或波的形狀沿導波係統的縱向所表現的速度,代表能量或信號傳播速度的是群速。
電磁媒介隻是量子電動力學的推論,和真實物理比較會具有一定的失真。
因此相對論還是成立的。
造成這種情況的原因很複雜,涉及到了電場和磁場的時空振動。
時間振動用圓頻率w=2πf表示,空間振動用波長λ描述,兩者乘積就是光速c。
問題是電流也會激發磁場,它改變了電場和磁場的耦合。
在一般情況下。
電場推動介質中的電子運動形成一個同頻電流,所以這個電流不影響電磁波頻率,但會改變電磁波的空間周期。
也就是λ變成了λ1,從而引發光速的改變。
粗略的說,折射率就是介質中光速變化的度量。
解釋起來非常簡單,也非常好理解。
不過1850年的物理體係還無法做到振子模型與麥克斯韋方程組相結合——別的不說,推導出麥克斯韋方程組的那貨,這會兒還站在門邊負責開關呢。
因此對於如今的物理學界而言。
在接下來的一段時間裏,頭頂上恐怕要多出一朵烏雲了。
畢竟頻率越大反射率越大,某種意義上來說可是經典物理的基石之一......
雖然不是一顆特別大的石頭,但它的依舊是一顆基石。
當然了。
這是今後才需要考慮的問題,法拉第他們目前要做的,還是繼續對這道射線的研究。
.......
注:
一位發小在外地出車禍了,傷勢不輕,而且據說肇事方態度不太好,今晚要先趕過去,更新少點。
另外忍不住吐槽一下,基建燃油現在要250是什麽鬼,一年半沒出門漲了五倍?