第二百五十二章 掀他個天翻地覆!!
徐雲點點頭,跟著他離開小棚,來到了一處空地上。
「所以實際上,我們只需要測量相鄰兩次看到反光全滅時齒輪轉速之差就行了,大不了多調整幾次嘛……」
將湯姆遜視為情敵的弗雷德里克·阿加爾·埃利斯。
徐雲要求的這套設備其實非常簡單,一共有四個模塊分佈在四個不同的區域:
「法拉第教授,雖然光路有三個階段兩個數值,計算起來非常麻煩。」
十分鐘后。
「大體思路沒問題,不過全滅條件是不是要考慮一下?」
咳咳……
隨著徐雲言畢,現場頓時陷入了一陣詭異的寂靜。
天文學的發展已經使得人們可以計算出這顆衛星圍繞木星運行的周期,並算出在它在地球上可以被觀測到的準確時間。
後世網上能找到斐索測光的圖示,看起來距離好像很短,但實操中的光路達到了8633米。
「為什麼要用2l+2d?我們討論的明明是反射階段的光路好伐?,應該是2d+l!」
不過羅默本人並沒有親自去算出一個具體的數值來,最終完成計算的是上頭提到的惠更斯,得出的光速為21.2萬公里/秒。
他無視了身邊的阿爾伯特親王,旁若無人的走到操作台邊,拿起筆和紙畫起了示意圖。
自然而然的。
他們想不到試驗步驟屬於靈感問題,和理論知識沒太大關係。
「那個……幾位教授,有沒有一種可能,我們只要考慮轉速就夠了呢?」
整個過程不需要考慮人的視覺反應速度,只需要知道齒輪的齒數、轉速以及觀測者與鏡子之間的距離,就可以計算出光速。
你別看斐索測光的步驟好像很簡單,示意圖上的距離似乎很短。
徐雲最終選擇了傅科發明的旋轉鏡測光法。
與光的本質探究不一樣。
「s′點產生光源的像左移……」
那裡立著一塊成像板。
「直接用角度和角速度相比會不會更好一點?」
過了一會兒。
聽到徐雲這番話。
以小牛正史上的尿性,哪怕參考了也不會承認。
教授們看著法拉第寫出到的公式,又開始了一輪新的討論:
隨後他的筆尖頓了頓,看向徐雲,問道:
「甚好,甚好!」
果不其然。
旋轉鏡邊上的斯托克斯看了眼儀錶盤,報出一個數字:
因此他雖然全程參与了這套設備的準備過程,心中卻始終沒有底。
片刻過後。
這怎麼可能呢?
至於最後一個模塊則在五公裡外,那裡放著一塊凹面鏡,由三一學院的幾位助教看守。
接著他又一指斜對面的旋轉鏡,解釋道:
「嗯?」
噠噠噠——
「可別忘了,旋轉鏡的轉速卻是容易測量的,並且可以用變數法計算出正相關。」
傅科比斐索大概晚一年半完成了旋轉鏡測光,傅科的靈感正是源自斐索的論文。
不過徐雲出於實踐角度考慮,還是決定讓老法他們自己慢慢探究。
這些人都是選出來的學生代表,代替學生群體見證整個過程。
「法拉第先生,數據已經統計完畢了,最終計算這一步……所有教授一致認為應該由您完成。」
一個人把自己的手中的擋板拿掉。
又過了一會兒。
結果沒想到……
接下來。
徐雲點點頭:
聽聞此言現場頓時一靜。
「不對吧,羅峰先生,你不是說能拿出反駁波動說的證據嗎?請問測量光速,與波動說之間有什麼直接關和-圖-書係嗎?」
「你傻子噻?反射角難道不要考慮m3的情況?」
轉速很快提升。
阿曼德·斐索也就沒有在一年前完成自己的齒輪測光實驗。
不好意思。
「什麼,惠更斯先生計算的光速是錯誤的?」
唰——
那可是肥魚啊……
徐雲說完猶豫片刻,拿起桌上的筆,見老法沒有制止,便又寫下了一道公式:
「這個條件怎麼樣?」
換而言之。
場地。
這裡有一張桌子,一支固定在桌上的手電筒,一個鍍了銀的透鏡,一架望遠鏡。
法拉第一邊聽一邊眨眼,等到最後,眨眼的頻率已經和振動棒似的了。
作為以一己之力推開第二次工業革命大門的靈魂人物,確實沒有人比老法更合適完成這最後一步。
「M2反射到到凹面反射鏡M3……」
早些年羅默在觀測宇宙的時候注意到,木星有一顆叫做「埃歐」的衛星——也就是木衛一。
這個人的名字里也帶個羅,叫做羅默,是一位丹麥的天文學家。
法拉第頓時愣住了。
在那個年代。
因為假設兩座山頭之間的距離是一公里的話,光線在兩個山頭之間跑一個來回只需要0.0000067秒。
法拉第歷離開後半個小時不到,天色便開始陰暗了下來。
在經過鏡子反射之後,又會穿過同一個縫隙被觀測者觀察到。
但話未出口,他的腦海中便浮現出了另一個念頭:
伽利略設計的實驗是這樣的:
畢竟是在用齒輪遮擋光嘛,導致最終測出來的光速大概有5%左右的誤差。
當時一個叫做阿曼德·斐索的科學家受阿拉果啟發,想出了一個精密的實驗,從而打破了這個『權威』:
「光源s……半鍍銀的鏡面M1……」
「對呀,所以測光速只是一道前菜,後頭才是大餐呢。」
徐雲的手腕被法拉第拽的有些疼,不過他也不好意思讓對方鬆手,只好沉吟片刻,對法拉第說道:
「我們只需逐漸調整旋轉鏡的轉速,進而調整光斑的位置就行了。」
旋轉鏡測光法的原理很簡單,比起通過木衛一的測定方式,顯然直觀且精確無數倍。
這22分鐘的差值,就是光線走過地球和木星間最大和最小距離之差的時間,是可以用來計算光速的。
未來的作曲家馬克斯·克里斯蒂安·腓特烈·布魯赫等等。
當齒輪不動的時候,從光源發出的光從齒輪的縫隙中穿過。
他設計了一個齒輪,將它放在了光源和鏡子之間。
不過人類的天才並不止伽利略一位,伽利略去世后二十年,便有人想當了一個可以測算光速的方法。
當然了。
所以伽利略最後便放棄了測算光速的想法,人類第一次試圖計算光速以失敗而告終。
徐雲不過用了幾面鏡子,便在地球上輕易的測算出了光的速度?
22英里,多來兩個都能去倫敦了。
老法緩慢而又堅定的點了點頭,用顫抖的手指摘下眼鏡,捏著鼻樑,心緒複雜。
十分鐘后。
同時在流程上又進行了部分優化,將精度鎖定到了28.9萬公里。
「肥魚先生,真是恐怖如斯啊……」
徐雲在圖書館查資料的時候曾經發現。
兩個人各自拿著一盞燈籠分別站在兩座山頭上,每個人都用擋板把手中的燈籠遮住。
副本中由於世界線變動的緣故,給阿曼德·斐索啟發的阿拉果並未提出測光的和-圖-書思路,他在大學畢業后便一頭扎進了波動說的懷抱。
但從法拉第的這番話來看……
與此同時。
光線就會打在齒輪上而無法被觀測。
「等到光斑的位置移動到最佳,我們便可以搜集數據,開始計算光的速度。」
其實旋轉鏡測光法的光路最短可以縮減到20米左右,但徐云為了能讓實驗更具熱度,便選擇了五公里這個劍橋大學能騰的出來的數值。
旋轉鏡、成像板、操作台,正好形成一個「L」型。
看著有些氣急敗壞的安古斯·羅曼。
發覺徐雲出現,法拉第頓時像是讀者見到了作者更新一般,一把將他拉到了身邊:
此時這處空地除了中間區域,周圍早已密密麻麻的圍了不少人:
別的不提。
實際上由於光速實在太快,齒輪根本擋不住光線,斐索的實驗一開始是失敗的。
另外還有安古斯·羅曼。
因此幾經思考之下。
徐雲準備的這套設備,似乎還真有些說頭?
當齒輪開始轉動並達到一定的轉速之後,光線在返回時,原先的齒縫剛好轉過。
不過話說回來。
「好。」
「……所以反射光轉過的角就是光路的近似角了?」
寫完后在公式下方畫了一道橫:
雖然期間有過布萊德雷這種另闢蹊徑,通過恆星的光行差法計算出光速大概在三十多萬的例子。
思路校驗完畢,剩下的便是實操環節了。
兩種情緒在腦海中激烈的碰撞,令拉法第的臉色都有些陰晴不定了起來。
一道光線從手電筒中發出。
就在教授們爭論正嗨之際,一旁忽然響起了一道弱弱的聲音:
邁克爾遜的精度不是更高嗎,為什麼不用八面鏡呢?
「那可太好了,我老婆最近也買了一件很性感的泳衣,周末來我家一起看看?」
包括法拉第在內,所有人都朝說話之人看去。
小牛在自己的《光學》中提到了相似的數值,但沒說是怎麼得來的,後期普遍認為大概率是參考了羅默的數據。
不過受工藝影響,這個方法還是有點問題。
先前那位提出2l+2d的老教授忽然一拍腦袋,對著身邊不久前與自己爭論的另一人道:
威廉·惠威爾雖然發明了『科學家』這個詞,不過他本身的主攻方向還是在哲學領域。
他深深看了眼徐雲,默然離開棚子,選擇了做個等等黨。
法拉第正與斯托克斯一起站在操作台邊,皺著眉頭,沉默不語。
隨後在一道鍍了少許水銀的透鏡的聚焦下,化作了一條極細的光絲。
他在物理這塊的知識雖不算一無所知,卻也相對有些貧瘠。
「首先呢,光源處開始打光,調整旋轉鏡的位置,讓它能將光源的光正好直射到五公裡外的凹面鏡圓心。」
第一個人則記錄下從自己拿掉擋板到看到對方手中燈籠的時間,這就是光線在兩座山頭之間跑一個來回的時間。
「好想法,不過這樣一來,光路就要用2l+2d了吧……」
發聲的人正是安古斯·羅曼。
黑夜之中。
老法則站在成像板邊上,開始觀察起成像板上的情況,並且主動彙報著情況:
操作台邊此時雖然站滿了圍觀群眾,但卻無人敢發出一絲一毫的聲響,安靜的如同2022年的釜山圖書館。
所以後來的傅科——也就是搞出傅科擺的那位大佬,他想了想,就把齒輪改成了旋轉鏡。
見此情形。
反正光路和旋和*圖*書轉鏡轉速是符合正相關的,光路一長,對應調整好轉速就完事兒了。
徐雲一指旋轉鏡,毫無遲疑的答道:
此前科學家之所以公認21.2萬公里/秒這個數字,一來是因為惠更斯和小牛的雙重擔保。
對面山頭的人在看到燈光后,立刻把自己手中的擋板也拿掉。
等到了邁克爾遜時期,他便又換成了八面鏡,使得精度再一次得到了提高。
原因很簡單,說到底就兩個字:
當徐雲來到場地邊上時。
可是……
光速的單位很大,因此存在誤差是非常非常正常的事兒,甚至可以說是必然。
但徐雲所說的值得被糾正的錯誤,顯然不是這種臨近數字上的誤差。
當然了。
要知道。
沒錯。
與此同時。
徐雲尚且未作表示,一旁臉色始終有些緊繃的威廉·惠威爾,心頭不由微微一松。
徐雲乖乖走到他身邊,看了眼老法的帥臉,解釋道:
在他們圍聚的中心處,便是準備好的一些設備。
齒輪測光都尚且沒有,就更別說傅科了:
冬日的天色暗的很快。
斯托克斯拿著一本刻錄著大量數據的表格走到他面前,恭敬道:
第三個區域是左前方十點半鍾方向。
上頭提及過。
「哎呀呀,維爾通亨教授,我聽說倫敦最近剛開了一家活蛆乳酪店,裡頭的蒼蠅幼蟲味道好極了,有機會咱們去試一試?」
所以無論伽利略怎麼測量,他測出來的都只不過是這兩個人的反應時間而已。
二來便是科學界找不到除了星空之外的測光方式。
羅默敏銳地意識到,在一年之中,地球和木星之間的距離是在不斷變化的。
後來經過羅默長時間的觀測,發現了一個情況:
如果繼續將齒輪的轉速加快,此時光線就會穿過下一個齒縫再次反射回來。
那兒放著一塊不停旋轉的旋轉鏡,與成像板的連線正好與操作台和成像板的連線垂直。
「小赤佬,儂腦子瓦特了?考慮個瘠薄m3啊?」
羅默在1676年公開了這個推測以及相應的觀測數據。
徐雲見狀走上前,對著幾位大佬依次打招呼:
隨後徐雲解釋道:
只是沒想到,這個機會會來的如此之快。
當地球和木星距離最近的時候,埃歐出現的時間比平均值早了11分鐘。
或許有同學會問:
「羅峰同學,你這套設備的思路是什麼?快和我詳細說說!」
「這樣一來,這段光會先到達凹面鏡,然後返回到旋轉鏡。」
有小牛和惠更斯的計算結果擔保,光速是21.2萬公里/秒的概念,在科學界中一直被視為真理。
「O軸……那就沒錯了,會發生對稱反射……」
「羅峰同學,加到300試試?」
「化簡之後就是……2l△w/c=2π/n。」
而人的反應時間普遍在零點幾秒的區間,這是光線在山頭間跑一個來回所需時間的三萬倍。
「Θ代表觀察者對準的齒輪位置與燭光對準的齒輪位置之間的相對角度,n為任意數,這就是全滅的邊界條件了。」
就只比較惠更斯和小牛所計算出的結果吧。
而當地球和木星距離最遠的時候,埃歐出現的時間則比平均值晚了11分鐘。
4lw/c+Θ=(n+1/4)2π/n。
在場的大佬們不說眼下全球頂尖,至少普遍都處於物理領域的第一梯隊,能力自然是不用贅述的。
人們在地球上所觀https://www.hetubook•com•com測到的時間的差異,正是光線傳播過不同的距離所耗費的時間的差值。
「法拉第先生,這套設備是肥魚先祖設計的光速測量體系,叫做旋轉鏡測光法。」
一分鐘300轉,周期就是60/300=0.2秒。
「羅峰同學,時間和設備都已經差不多了,請隨我過去吧。」
這種情況直持續到了1849年。
一個是21.2萬公里每秒,另一個是21萬公里每秒,相差了足足2000公里。
法拉第手中的鋼筆再次一頓,沉默幾秒鐘,寫下了一個公式:
凹面鏡和旋轉鏡之間的連線與旋轉鏡和成像板連線垂直,也就是在『L』左邊那一丨的頂部橫拉一條垂直的線。
在20米的場地內做實驗,和在五公里的場地內演示,吸引來的觀眾完全將是兩個概念。
所以埃歐發出的光傳播到地球所花費的時間也不盡相同。
只見他與同事低語了幾句,便對徐雲道:
沉默良久,最終還是沒有說話。
由於光的速度實在是太快了,以至於在日常生活的尺度下,人們根本就無法意識到光從A處傳播到B處還需要花費時間。
所以在圖書館的時候,徐雲就已經做好了預案,準備將光速測量作為一個切入點。
不對啊。
過了一會兒。
「不不不,應該是它的兩倍……」
一旁的阿爾伯特親王走上前,拿起羊皮紙看了一眼:
在所有人的潛意識中,想要測量光速,地球之外的尺度空間便是唯一的選擇。
過了幾秒鐘。
徐雲忽然燦爛一笑,露@出了一排潔白的牙齒:
雖然整個實驗思路的提出人是肥魚,看起來徐雲只是一個搬運工。
老法看著成像板中心點處的光斑,心中隱約意識到了什麼,臉上湧起了一股潮|紅。
浩瀚的宇宙空間,為人類提供了足夠大的尺度來計算這個數字。
於是。
只見徐雲此時正弱弱的舉著手,臉上掛著比小麥還憨厚的笑容看著他們。
所以在聽到徐雲的那句『糾正錯誤』時,法拉第下意識的就想張口去反駁。
但徐雲能夠跟上自己與其他教授的討論思路,也足以證明他的知識儲備不會匱乏到哪兒去了。
眾所周知。
11+11=22。
他只能不斷延長實驗距離和齒數,以及提高齒輪的轉速,希望能擋住反射回來的光線。
「啊對對對!」
整條被封閉起來的道路周圍,也逐漸圍聚起了看熱鬧的學生。
一個小時后。
這個轉速從後世來看顯然是不夠的,五公里的光路,轉速最少要在800以上。
他所指的誤差無疑是『量級』層面上的概念,最少最少都在20%以上。
剩下的就是包括阿爾伯特親王在內的領導和教授了,威廉·惠威爾、法拉第、斯托克斯等人盡數在場。
一旁的斯托克斯與其他幾位教授見狀,不由也走到了法拉第身邊,討論起了示意圖。
在得到阿爾伯特親王的准許后。
老教授所說的活蛆乳酪他倒是所有耳聞,是意呆利的一種奇葩乳酪,叫做卡蘇馬蘇。
用兩座山頭之間的距離除以時間,就可以得到光的速度了。
「光速……每秒298372公里?」
老法與走到身邊的徐雲對視一眼,問道:
斯托克斯忽然眉頭一皺,提出了一個問題:
「M3鏡面的曲率中心在哪裡?」
……
2lw/c+Θ=(n+1/2)2π/n。
唯獨鋼筆與https://m.hetubook.com.com羊皮紙接觸的沙沙聲依稀可聞。
「……」
現在包括阿爾伯特親王在內,沒人對斯托克斯的這番話有異議。
因此在古代世界無論東西方,先民們基本上都沒有光速的概念。
徐雲掌握的數據,很有可能是肥魚計算出來的結果。
法拉第見說沉吟片刻,朝他招了招手,示意他上前,語氣比之前明顯緩和了不少:
比起老法的公式,糾正了兩個數值。
徐雲走到固定好的光源……也就手電筒邊,按下了開關。
毫無疑問,這個實驗最後當然失敗了。
據說蛆蟲被觸碰的時候,還會在你口腔裡頭蹦來蹦去,跟跳跳糖似的……
「L=20米,d=5000米,△s=0.0007米,△Θ=1.4232°,W=26.7π弧度/秒……」
至於八面鏡嘛……
而就在老法驚詫之際,空地上忽然響起了一道不合時宜的聲音:
看著尬聊著的兩位教授,徐雲嘴角微微一抽:
一位學聯幹部快步走入棚中,牛皮靴與底面發出了清脆的接觸聲。
小牛和惠更斯計算出來的光速數值,在很長的一段時間內都被視作權威。
威廉·惠威爾派人送來了麵包和牛奶。
「光斑在左側忽明忽暗,旋轉鏡速度多少?」
「鏡面的O軸上,3/4的位置。」
這道光絲沿著封鎖路徑直線行進,在沿路所有人的目光中,直直的打到了凹面鏡的圓心。
老法放下鋼筆,面色複雜的嘆了口氣。
法拉第沒說話,呼的一下又計算了起來:
第二個區域在他正左側……也就是九點鐘方向二十米左右。
老法和徐雲下意識的看去。
首先便是徐雲所在的操作台。
這種類似常理的觀念一直持續到了17世紀,才被伽利略提出了質疑,並且設計了一個實驗。
「……」
光絲直直打在了緩緩轉動的旋轉鏡上,並且立刻開始折射向五公裡外的凹面鏡。
「……似乎沒問題,不過n的範圍是多少?」
徐雲這次準備使用的,正是傅科發明的旋轉鏡測光法!
「阿爾伯特陛下,惠威爾院長,法拉第先生,斯托克教授,晚上好。」
ω=2π/T=10πrad/s。
「凹面鏡要用高斯曲率計算嗎,還是只要能形成直射就好了?」
他們的表情帶著明顯的疑惑,但也隱約可見少許的明悟,似乎將將觸碰到了某些邊界一般。
但由於計算方式涉及公轉,邏輯上的漏洞實在是太多了,故而始終沒有被主流接受,甚至於布萊德雷的後代也一直遭受了不小的非議。
其中有小麥、艾維琳——這倆人一個是三一學院的第二位減費生,人稱『小牛第二』,另一位乾脆就是艾斯庫家族的唯一嫡系後代,能出現在這裏實屬正常。
眾人這才想起來,自個兒討論了半天,居然把徐雲這個設計者給忘在一旁了……
老法見說深吸一口氣,接過表格,當場做起了演算。
「每分鐘60轉!」
「回射的光經過旋轉鏡折射,會打到我們身邊的成像板上。」
下一秒。
總而言之。
黑夜徹底降臨。
隨後老法再次演算了一遍徐雲的公式,放下筆,面帶感慨的嘆了口氣。
如今徐雲將整個操作流程一公布,以他們的能力自然很快便可以分析出具體的原理了。
想必有部分聰明的同學已經猜到到了。
「羅峰同學,你這話是什麼意思?」
看到這裏。
「透鏡L……旋轉鏡M2……」