沒有上帝視角的徐云并不清楚。
小麥的這一聲突如其來‘啊咧咧’,不但讓歷史踉蹌著又往前走了兩步。
還讓上千公里外的一個(gè)小男生,在五歲的時(shí)候便體驗(yàn)了一回牛頭人的感覺。
此時(shí)的徐云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(dāng)著大佬們的氣氛組。
只見高斯繼續(xù)觀察了小半分鐘射線,忽然想到了什么,扶了扶眼鏡,目光在光源和花瓶處反復(fù)掃了幾次。
韋伯對于自己好基友的能力還是非常了解的,見狀不由問道:
“弗里德里希,你發(fā)現(xiàn)什么了嗎?”
高斯擰著眉毛,凝重的點(diǎn)點(diǎn)頭,指著陽極說道:
“愛德華你看,射線的光源也就是陽極處于真空管內(nèi)部,因此光線在穿透真空管外壁的時(shí)候,會出現(xiàn)一個(gè)特殊的接觸面?!?br/>
“這個(gè)接觸面的左側(cè)是真空管內(nèi)部,真空度極高,外部則是正??諝猓簿褪菢?biāo)準(zhǔn)氣壓?!?br/>
“因此當(dāng)光線穿透過這部分接觸面的時(shí)候,有部分空氣會產(chǎn)生電離,這才使得我們可以靠肉眼觀察到陽極區(qū)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。
隨后來到桌邊,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(xiàn),而花瓶上的熒光點(diǎn)卻仍舊不受影響。
隨后高斯收回黑紙,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”
“為什么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(diǎn),那么若是在中間放個(gè)遮擋物,遮擋物即使被光線穿過,理論上在表面也應(yīng)該能看到一個(gè)光斑才對。
最簡單的例子就是黑夜里隔窗照射的手電筒,在室內(nèi)看到光線的同時(shí),窗戶上也會出現(xiàn)一個(gè)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(diǎn)處,一定存在某些能讓它現(xiàn)形的東西!
法拉第在入行時(shí)曾經(jīng)擔(dān)任過化學(xué)家漢弗里·戴維的助手,在化學(xué)這方面的知識儲備要遠(yuǎn)高于數(shù)學(xué),因此很快就判斷出了問題所在:
“弗里德里希,難道是因?yàn)榛ㄆ康耐苛??”
高斯沉默的點(diǎn)了點(diǎn)頭,走到花瓶邊上。
接著拎著瓶頸把它轉(zhuǎn)了個(gè)圈,將它正對光路的位置換成了沒有抹涂料的光潔面。
而這一次.
熒光消失了。
見此情形。
高斯不由摸了摸花瓶上的涂料,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(fā)生某種顯像上的聯(lián)動(dòng)?!?br/>
“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(diǎn)了點(diǎn)頭:
“賓果?!?br/>
氰化鉑酸鋇。
這便是上章所提及過、同時(shí)也是倫琴能夠發(fā)現(xiàn)X射線的最大功臣。
這是一種專用于涂料和底片曝光的物質(zhì),在19世紀(jì)尤其常見。
當(dāng)然了。
很多同學(xué)看到開頭的那個(gè)‘氰’字,多半就會下意識的認(rèn)為這是一種劇毒物質(zhì)。
但事實(shí)上卻并非如此。
氰化物的英文名叫做cyanides,像網(wǎng)文里的巴立明一樣,經(jīng)常在各種偵探劇中跑龍?zhí)住绕涫悄硞€(gè)死神小學(xué)生漫畫里。
基本上見到喝了飲料的死者,再一聞他口中的‘苦杏仁味’,就能確定此人死于氰化物。
不過上輩子服用過氰化物的同學(xué)應(yīng)該都知道。
“氰化物聞起來像苦杏仁味”這個(gè)描述沒有錯(cuò),但其實(shí)氰化物的味道并不那么明顯。
大部分普通人因?yàn)闆]有氰化物相應(yīng)氣味受體的緣故,幾乎是聞不到氰化物的味道的。
甚至于在生活中,很多人也壓根就不知道苦杏仁到底是個(gè)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(shí)際上有些類似游泳池里帶回來的毛巾,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(shí)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(nèi)的鐵離子結(jié)合,鐵離子被氰根結(jié)合之后就不正常工作了。
進(jìn)而呼吸酶被抑制,造成組織、細(xì)胞內(nèi)窒息。
而中樞神經(jīng)細(xì)胞對于又缺氧非常敏感,因此死者通常會死于呼吸中樞的麻痹。
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(shí)主要是指三種物質(zhì)。
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(shí)是個(gè)沒啥明顯危害的物質(zhì),不太像鉛盤之類的毒物,被長期使用而不自知。
隨后高斯又看了眼法拉第,法拉第立刻意會了他的想法,轉(zhuǎn)身對基爾霍夫說道:
“古斯塔夫,伱去隔壁實(shí)驗(yàn)室取幾張相機(jī)底片過來,速度快點(diǎn)?!?br/>
基爾霍夫點(diǎn)點(diǎn)頭,恭敬說道:
“明白?!?br/>
說完他便朝屋外走去。
過了幾分鐘。
基爾霍夫去而復(fù)返。
只見他快步來到法拉第身邊,將手中的一個(gè)牛皮袋遞到了法拉第面前:
“法拉第先生,底片我?guī)Щ貋砹?。?br/>
“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(jī)底片。
后世的X光底片一般都是PET膠片,上頭涂著一層乳劑層,又厚又硬。
在與X光接觸后。
乳劑層內(nèi)的鹵化銀晶體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并與鄰近也受到光線照射的鹵化銀晶體相互聚結(jié)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(jié)在一起。
光量愈少,晶體的變化和聚結(jié)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(jié)。
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(jī)底片顯示出來的還是正片,使用的是路易·達(dá)蓋爾發(fā)明的銀版攝影法。
它的定型劑是食用鹽,感光速度非常的慢,平均需要十幾分鐘才會有結(jié)果。
也正是因?yàn)檫@個(gè)原因。
原本歷史中倫琴在研究X射線的時(shí)候,才會讓他妻子在x射線下照射足足十五分鐘。
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(jì)都來了。
除此以外。
法拉第手中這些底片與后世最大的不同點(diǎn),便是它們的顏色——它們是介于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。
如果徐云早穿越個(gè)幾年,他還能見到玻璃基底的底片.
隨后法拉第將底片固定到了一處架子上,放到花瓶光斑出現(xiàn)的位置。
接著繼續(xù)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(xiàn)了綠色的熒光。
法拉第又回到操作臺邊,將原先的熱電偶以及驗(yàn)電器挪到了底片處。
說來也巧。
徐云上輩子在寫小說的時(shí)候恰好也寫到過熱電偶,讀數(shù)也恰好是小數(shù)點(diǎn)后五位。
于是呢,當(dāng)時(shí)便有讀者質(zhì)疑過熱電偶度數(shù)的問題:
19世紀(jì)沒有電子管,熱電偶不可能會顯示到小數(shù)點(diǎn)后五位。
其實(shí)那時(shí)候徐云是有些懵逼的——熱電偶顯示的數(shù)值其實(shí)和電子管沒有任何關(guān)系好么.
電子管是電氣儀表也就是二次儀表會用到的零件,它只是讓屏顯數(shù)值比較直觀一些罷了。
在沒有屏顯的年代,通過水銀示數(shù)和熱電效應(yīng),科學(xué)界早在1830年就能做到精確到小數(shù)點(diǎn)后六位了。
這種原理其實(shí)和卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)有些類似,通過多個(gè)精妙的階段達(dá)到以小測大的效果。
屏顯只是優(yōu)化了步驟,讓數(shù)據(jù)可以快速的展現(xiàn)出來,并不是說沒有屏顯就讀不出來示數(shù)了。
好了,視線再回歸原處。
在與未知射線接觸后,熱電偶上很快顯示出了溫升:
0.763。
在光學(xué)領(lǐng)域中,這是一個(gè)相當(dāng)大的數(shù)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。
想到這里。
法拉第又走回操作臺,取出了一枚三棱鏡以及一枚非線性光學(xué)晶體——就是徐云當(dāng)初演示光電效應(yīng)時(shí)用到的那玩意兒。
隨后他戴上手套,將三棱鏡放到了陽極末端的射出點(diǎn),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?!?br/>
法拉第重重的咦了一聲,遲疑片刻,又換上了非線性光學(xué)晶體。
幾秒鐘后。
高斯依舊搖了搖頭,語氣中也帶上了強(qiáng)烈的費(fèi)解:
“光斑.還是沒有明顯變化?!?br/>
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么會這么低?”
一旁的高斯與韋伯,同樣緊緊擰著眉頭沒有說話。
就像對于這道未知射線的出現(xiàn)毫無準(zhǔn)備一般。
法拉第他們無論如何都想不到,自己只是例行做了個(gè)光線折射的校驗(yàn)步驟
一個(gè)極其詭異的現(xiàn)象,就極其突兀的出現(xiàn)在了他們的面前。
準(zhǔn)確來說。
這是一個(gè)足以震動(dòng)物理體系基石的現(xiàn)象。
上頭提及過。
根據(jù)熱電偶顯示的讀數(shù),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(yīng)該越大——這是從笛卡爾、牛頓他們手中校驗(yàn)過的真理。
但根據(jù)法拉第此時(shí)的實(shí)驗(yàn),這道光在經(jīng)過晶體之后,卻幾乎不會發(fā)生折射!
這又是怎么回事呢?
看著面色凝重的法拉第,一旁的徐云不由在心中嘆了口氣。
他大約能猜到法拉第三人的疑惑,但他能做的,只是在心中微微嘆口氣。
X射線波長短,但它的折射率卻接近1,這是屬于一個(gè)非常非常深?yuàn)W的問題。
它叫做反常色散。
它通常發(fā)生在物質(zhì)的吸收峰附近,當(dāng)波長非常短時(shí),折射率可能會很接近于1。
也就是X射線常常碰到的情況。
當(dāng)它發(fā)生后,還會出現(xiàn)另一種情況:
從真空進(jìn)入介質(zhì)時(shí),電磁波可能發(fā)生全反射,并且X射線在介質(zhì)中的傳播速度要大于真空光速。
當(dāng)然了。
這里的傳播速度是指電磁媒介里面的相速度,不代表信號或能量的傳播速度。
它是波前或波的形狀沿導(dǎo)波系統(tǒng)的縱向所表現(xiàn)的速度,代表能量或信號傳播速度的是群速。
電磁媒介只是量子電動(dòng)力學(xué)的推論,和真實(shí)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復(fù)雜,涉及到了電場和磁場的時(shí)空振動(dòng)。
時(shí)間振動(dòng)用圓頻率ω=2πf表示,空間振動(dòng)用波長λ描述,兩者乘積就是光速c。
問題是電流也會激發(fā)磁場,它改變了電場和磁場的耦合。
在一般情況下。
電場推動(dòng)介質(zhì)中的電子運(yùn)動(dòng)形成一個(gè)同頻電流,所以這個(gè)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(fā)光速的改變。
粗略的說,折射率就是介質(zhì)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年的物理體系還無法做到振子模型與麥克斯韋方程組相結(jié)合——?jiǎng)e的不說,推導(dǎo)出麥克斯韋方程組的那貨,這會兒還站在門邊負(fù)責(zé)開關(guān)呢。
因此對于如今的物理學(xué)界而言。
在接下來的一段時(shí)間里,頭頂上恐怕要多出一朵烏云了。
畢竟頻率越大反射率越大,某種意義上來說可是經(jīng)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(dāng)然了。
這是今后才需要考慮的問題,法拉第他們目前要做的,還是繼續(xù)對這道射線的研究。
(本章完)