我轉(zhuǎn)過頭趕緊抹掉嘴邊的餅渣,,輕咳了一聲正色道:“大家進了實驗室不要亂動里面的儀器,,聽從指揮,,服從安排,保持安靜,,不要大聲喧嘩?!?p> 說完,,我看向孔軒,意思是“怎么樣,,還行吧,!”
孔軒白了我一眼,點了點人,,隨即一揮手,,我們排好隊進入了實驗樓。
首先我們都要換衣服,,每人一身白大褂,,別說,換上以后還真有點科學(xué)研究工作者的樣子,,這可比初中做化學(xué)實驗正規(guī)多了,。
我記得第一次親手做實驗是碘和淀粉變色的實驗,那時候的化學(xué)老師操著一口方言對我們說:“同學(xué)萌,,拿出你們乃嚼~頭~爹管,!”(拿出你們那膠頭滴管)著實讓我笑了好些日子。
孔軒跟人打了聲招呼,帶我們來到了一間實驗室,,實驗儀器基本都準備好了,。
其實我們這個實驗并不需要太復(fù)雜的儀器,結(jié)果聽起來很深奧,,但是實驗的過程都已經(jīng)被最優(yōu)化了,。
孔軒繼續(xù)給大家介紹著實驗過程以及要證明的結(jié)論,一些學(xué)弟學(xué)妹在筆記本上刷刷的記錄著,。
“……”
“今天我們的實驗設(shè)備——”
“白光光源,。”
“單縫板,?!?p> “雙縫板?!?p> “背景板,。”
孔軒打開了光源,,同學(xué)們都聚在儀器旁,,他對我點了點頭示意我把燈關(guān)掉。
我急匆匆的跑到門口關(guān)掉了燈,,然后也匆匆湊了過去,。
我是唯一一個沒帶筆記本來的,對我來說,,與其把一堆公式和現(xiàn)象記在本上,,不如從實驗基礎(chǔ)中去了解和理解實驗的原理。
背景板上赫然出現(xiàn)了斑馬線般的條紋,,中間的條紋最明亮最長,,兩邊的條紋越來越黯淡。
“想象一下一條水波,,在通過了兩個縫隙之后就變成了兩條水波,。”
“兩條水波波峰與波谷相互交疊干涉,,因為干涉之后強度不同,,所以到達背景墻的時候會形成我們現(xiàn)在所看到的條紋狀?!?p> 透過雙縫板看向光源,,中央是最明亮的光點,兩邊的光像是波浪一樣,,散發(fā)著七彩的光,。
等到每個人都近距離直觀的看到了實驗的結(jié)果,記錄好實驗的過程,孔軒這才拍了拍手,。
“好了,,現(xiàn)在我們證明了光其實是一種波,那么接下來,,我們要做另一個實驗來證明光是粒子,,也就是光電效應(yīng)實驗?!?p> 他走到教室的另一端,。
那里擺放著一臺光電效應(yīng)演示器,儀器中間有兩塊金屬板,,上面的金屬板是網(wǎng)格狀的,是為了確保光能夠通過它照射在下面的金屬板上,。
下面的金屬板是一塊鋅板,,這種活動性較強的金屬方便更好的觀察實驗結(jié)果。
孔軒打開了儀器電源,,將旁邊的靈敏電流計的指針調(diào)零,。
一群人目視指針歸零,實驗開始,。
首先,,孔軒打開了儀器上的日光燈,燈光照在兩塊金屬板上,,而電流計的指針卻絲毫未動,。
孔軒加大了日光燈的亮度,可電流計依舊沒有任何反應(yīng),。
見所有人都看清楚了,,孔軒才關(guān)掉了日光燈,反手打開了儀器上的紫外線燈,。
紫外線燈亮起,,幾乎是同時,電流計的指針也動了,!
大家不約而同的驚嘆著,。
“有電流了!”
孔軒關(guān)掉紫外線燈,,隨著電流計的重新歸零,,實驗結(jié)束。
“秦墨,,你能解釋一下剛才的實驗么,?”
我沒想到孔軒會提問我,但也沒有愣太久,點了點頭道,。
“首先可以知道的是,,在光電效應(yīng)的實驗中,光呈粒子性,,紫外燈中光子擊打在鋅板上,,其中電子吸收了足夠能動量,然后從鋅板上逃逸出來,,被上面的網(wǎng)狀金屬板吸收,,從而兩塊金屬板有了電壓差,形成電流,?!?p> “實驗中證明了擊打電子與光的強度無關(guān),而是與頻率有關(guān),,剛開始的日光燈即使加強亮度也并不足以使電子擁有逃逸的能量,,如果光是波,那么理論上只要加強亮度,,就可以使電子獲得更大能量產(chǎn)生逃逸行為,,但事實并非如此,所以本實驗證明了光的粒子性,?!?p> 我又撓了撓頭。
“這不是我的專業(yè),,不知道解釋的對不對……”
孔軒滿意的點了點頭,。
“完全正確?!?p> 學(xué)弟學(xué)妹們紛紛向我投來了崇拜的目光,,我更不好意思了,因為對于物理學(xué)我完全是個門外漢,,也許就比一般人稍微多了解一點點,,今天也的確是班門弄斧了。
孔軒站在實驗室的講臺上,,開始給新生們,,包括我普及起來。
“遠古神話中說,,混沌中,,一道光劃破了黑暗,整個世界開始運轉(zhuǎn)起來,;《圣經(jīng)》開篇第一句話就是:起初,,神創(chuàng)造了天地,,神說要有光,于是便有了光,?!?p> “由此可以看出,光在人們心中獨一無二的地位,?!?p> “我們都知道,眼睛之所以能夠看到東西,,并不是眼睛會發(fā)光,,而是物體反射的光線進入了眼睛?!?p> “那么光到底是什么,?”
“對于光,最癡迷的還要屬牛頓,?!?p> “1665年,22歲的牛頓已經(jīng)獲得了劍橋大學(xué)的學(xué)位,,由于當時英國正在爆發(fā)大規(guī)模瘟疫,牛頓不得不從學(xué)?;氐郊亦l(xiāng)進行隔離,,就在隔離期間,牛頓的靈感與智慧大爆發(fā),?!?p> “1666年,牛頓一手創(chuàng)立了微積分,,完成了光的色散實驗,,并寫下萬有引力定律?!?p> 孔軒在黑板上寫下:f=gm1m2/r2
“年僅23歲的牛頓在一年內(nèi)就完成了這三個領(lǐng)域史詩級的開創(chuàng),。”
“因此,,后人們將這一年稱為牛頓奇跡年,。”
“牛頓通過一系列的觀察實驗——比如日全食,,影子,。”
“所以他得出了一個結(jié)論:光必然沿直線傳播,,所以他認為光是一顆顆極其小的粒子,,我們看光的時候,,這些粒子就像是一顆顆子彈打在了我們的視網(wǎng)膜上?!?p> “光的微粒說很好的解釋了光的直射性以及光的反射現(xiàn)象,。”
“但當時有一個人卻極力反對微粒說,,他就是克里斯蒂安·惠更斯——荷蘭的天才物理學(xué)家,,數(shù)學(xué)家以及天文學(xué)家?!?p> “在天文學(xué)方面,,惠更斯用自制的望遠鏡發(fā)現(xiàn)了土星的衛(wèi)星泰坦星,在數(shù)學(xué)方面,,他跟牛頓一樣開創(chuàng)了一個新的科學(xué)分支——概率論,。”
“在光學(xué)方面,,惠更斯不認同牛頓提出的光是由微粒組成,,而是認為光像聲波一樣,向四面八方擴散,?!?p> “他表示,如果光是微粒子組成的,,那么用兩個手電筒交叉照射,,必然會有部分光因為發(fā)生碰撞而改變方向,可當時人們并沒有發(fā)現(xiàn)這個現(xiàn)象,?!?p> “而且,光的波動說能完美的解釋光的折射現(xiàn)象,,而這是微粒說無法解釋的,。”
“所以當時對于光,,人們分為了兩個派,,一個是牛頓領(lǐng)銜的微粒派,一個是群龍無首的波動派,?!?p> 孔軒笑了笑。
“由于當時牛頓是物理學(xué)界神一樣的人物,,所以兩派的第一次交鋒以微粒派獲勝告終,。”
“直到大約一百年后,,一位神童在英國的一個富裕的貴格會教徒家庭出生,,并且憑一己之力將局勢扭轉(zhuǎn),,知道這個人是誰么?”
孔軒問道,。
大部分人都在搖頭,,有位學(xué)弟小聲的答道:“薛定諤?”
隨即立馬有人反駁道:“薛定諤是奧地利的,,而且距那個時代有差不多兩百年了,,不是他!”
“英國的……”
“普朗克,?出生年代差不多,,而且提出了普朗克常數(shù),是量子物理的奠基人……”
孔軒搖了搖頭,。
“你們能知道普朗克著實讓我意外,,但那個力挽狂瀾的人并不是普朗克?!?p> 隨后,,孔軒看向了我,嘴角帶著一絲笑意,,似乎是打算難倒我,。
我對他翻了個白眼,今天的實驗是什么,?楊氏雙縫干涉實驗呀,!
“托馬斯·楊?!?p> 我脫口而出。