第二百五十七章 见证奇迹吧!(上)

    第二百五十七章 见证奇迹吧!(上) (第1/3页)

    很久很久以后。

    小麦在自己的回忆录《他改变了剑桥》中提及今日的实验时,曾经很亲切的写下了一句话:

    “囸孨閁,罗峰!”

    这句话包含了小麦极其复杂的情感,简称就是社死到抠脚的尴尬。

    毕竟在场的除了小麦本人和徐云之外,还有阿尔伯特亲王、法拉第、以及焦耳等一系列物理书上的单位......

    当然了。

    此时的小麦还是个非常憨厚的小青年,还没意识到自己做了一件多么中二的事情。

    念完这句话后虽然有些脸红,但还未产生后来那种想要一斧头劈死徐云的地步。

    随后他将这张纸片交还给徐云,问道:

    “罗峰先生,我们接下来要做些什么?”

    徐云看了他一眼,语重心长的拍了拍他的肩膀,说道:

    “不是说了么,解开电磁世界的封印呗。”

    小麦:

    “.......”

    随后徐云表情一正,带着他来到法拉第等人面前:

    “法拉第先生,根据当初肥鱼先祖的思路,我们接下来要做的一共有两件事。”

    法拉第等人做洗耳恭听状。

    徐云竖起一根手指,解释道:

    “首先是推导,其次是实验。”

    “推导?”

    法拉第扶了扶眼镜,重复了一遍这个词,对徐云问道:

    “推导什么东西?”

    徐云没有直接回答问题,而是反问道:

    “法拉第先生,我听说您曾经提出过一個理论,也就是电荷的周围必然存在有电场,对吗?”

    法拉第点了点头。

    学过物理的同学应该都知道。

    法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场的想法。

    同时还利用磁铁周围的铁屑模拟了磁感线的情况。

    徐云见说微微一笑,压制住心中的情绪,尽量面色平静的说道:

    “我们接下来要推导的,就是电场中存在的一种东西。”

    随后他拿起纸和笔,在纸上画出了一道波浪图。

    也就是正弦函数的图像。

    接着他在图像上画了个圈,对法拉第等人说道:

    “法拉第先生,我们研究物理,目的就是为了从万千变化的自然界的各种现象里,总结出某种一致性。”

    “然后用数学的语言定量、精确的描述这种一致的现象。”

    “比如牛顿先生提出的F=ma,1824年热力学的△S>0、读者=帅逼美女等等.....”

    “那么问题来了,在我们现有的世界中,有没有一道数学方程可以描述波呢?”

    法拉第等人沉默片刻,缓缓摇了摇头。

    波。

    这是个生活中非常常见的词,或者说现象。

    除了柰子之外,石头掉进水里产生的是波。

    抖动绳子出现的也是波。

    风吹过湖面产生的还是波。

    早先曾经介绍过。

    1850年的物理学水平其实并不低,此时的科学界已经可以测量出频率、光波长这些比较精细的数值。

    无外乎描述的单位还是负几次方米,不像后世那样有纳米微米的说法罢了。

    在这种情况下。

    自然也曾经有不少人尝试研究过波,远的有小牛,近的有欧拉。

    但遗憾的是。

    由于时代思路的局限性,科学界一直没能推导出一个标准的、可以描述波规律的数学方程。

    不过眼下徐云问出了这种话......

    莫非.......

    “罗峰同学,难道肥鱼先生已经推导出了波运动的数学表达式?”

    徐云依旧没有直接回答这个问题,而是继续在纸上写了起来。

    他先在之前绘制出的函数图像上做了个基础的坐标系。

    又在X轴方向上画了个→,写上了一个V字。

    这代表着一个波以一定的速度v向x轴的正方向运动。

    接着徐云解释道:

    “首先我们知道,一个波是在不停地移动的。”

    “这个图像只是波在某个时刻的样子,它下一个时刻就会往右边移动一点。”

    法拉第等人齐齐点了点头,

    这是标准的人话,不难听懂。

    至于波在下个时刻移动了多少也很好计算:

    因为波速为v,所以Δt时间以后这个波就会往右移动v·Δt的距离。

    随后徐云在其中一个波峰上画了个圈,又说道:

    “在数学角度上来说,我们可以把这个波看成一系列的点(x,y)的集合,这样我们就可以用一个函数y=f(x)来描述它,对吧?”

    函数就是一种映射关系,在函数y=f(x)里,每给定一个x,通过一定的操作f(x)就能得到一个y。

    这一对(x,y)就组成了坐标系里的一个点,把所有这种点连起来就得到了一条曲线——这是货真价实的初一概念。

    接着徐云又在旁边写了个t,也就是时间的意思。

    因为单纯的y=f(x),只是描述某一个时刻的波的形状。

    如果想描述一个完整动态的波,就得把时间t考虑进来。

    也就是说波形是随着时间变化的,即:

    图像某个点的纵坐标y不仅跟横轴x有关,还跟时间t有关,这样的话就得用一个二元函数y=f(x,t)来描述一个波。

    但是这样还不够。

    世界上到处都是随着时间、空间变化的东西。

    比如苹果下落、作者被读者吊起来抖,它们跟波的本质区别又在哪呢?

    答案同样很简单:

    波在传播的时候,虽然不同时刻波所在的位置不一样,但是它们的形状始终是一样的。

    也就是说前一秒波是这个形状,一秒之后波虽然不在这个地方了,但是它依然是这个形状。

    这是一个很强的限制条件。

    既然用f(x,t)来描述波,所以波的初始形状(t=0时的形状)就可以表示为f(x,0)。

    经过了时间t之后,波速为v。

    那么这个波就向右边移动了vt的距离,也就是把初始形状f(x,0)往右移动了vt。

    因此徐云又写下了一个式子:

    f(x,t)=f(x-vt,0)。

    接着他看了法拉第一眼。

    在场的这些大佬中,大部分都出自专业科班,只有法拉第是个学徒出身的‘九漏鱼’。

    虽然后来恶补了许多知识,但数学依旧是这位电磁大佬的一个弱项。

    不过令徐云微微放松的是。

    这位电磁学大佬的表情没什么波动,看来暂时还没有掉队。

    于是徐云继续开始了推导。

    “也就是说,只要有一个函数满足f(x,t)=f(x-vt,0),满足任意时刻的形状都等于初始形状平移一段,那么它就表示一个波。”

    “这是纯数学上的描述,但这还不够,我们还需要从物理的角度进行一些分析。”

    “比如......张力。”

    众所周知。

    

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