工业实验室的阶梯教室中,王一正在讲课,下面的人既有二十出头的年轻人,也有四五十岁的中年人。他们中有清国人,也有外国人,但他们都有一个身份——大商学者,虽然职位各不相同。
因为进行了电磁波的验证试验,所以王一在世界上获得了巨大的声誉,不过接下来,他却以一篇论文在世界上引起了巨大的争议——《物理学中的燃素——以太》。
今天就是王一在工业实验室将论文发表的日子,整个会场一片安静。而当这个题目被写在黑板上之后,就像清水被投入了沸油,议论声轰然而起。
王一并不说话,只是在讲台上微笑,直到所有人都安静下来之后,他才继续道:“我的实验很简单,因为在人们的观念里,以太被当做绝对静止的参考系。那么我们可以做这样一个设定,当地球通过以太运动的方向,也就是当我们对着光源运动时,我们测量到的光速应该大于相对光源不运动的光速,也就是在运动垂直方向测量的光速。”王一做着解释。“因此由于光在不同方向上相对于地球的速度不同,所以到达我们眼睛的光程差也不同,所以如果以太存在,我们将看到干涉条纹。”
其实王一所做的就是后世著名的“失败”实验,迈克尔逊——莫雷实验。
他的讲诉很缓慢,不过所有人都挺得很冒汗。他如同恶魔,要勾引所有人跟着他一同堕落。沈雅芝和童千佳也在现场,虽然完全听不明白王一在讲些什么,但王一侃侃而谈的表现还是在不知不觉印入了两个女孩的芳心。
“最后很遗憾的告诉大家,我在试验中,没看到任何的干涉条纹,光在任何方向上,速度都是一样的。所以我得出的结论是——以太并不存在!”
要知道此时正是经典物理学的黄金时代,物理学家们认为自己已经解决了全部的物理学疑问,他们甚至觉得自己是不是应该转行从事其他领域的研究。而当王一,这位工业实验室的总师,被欧洲人称为东方牛顿的物理大家,抛出这样一颗炸弹的时候,他们眼中似乎见到了整个经典物理学大厦的摇摇欲坠。
说起来很奇怪,王一如天使般验证了电磁波的存在,因此也为经典物理学的大厦盖上了最后一层的屋瓦,然后现在他又流露出恶魔般的本性,通过否定以太的存在,顷刻间让将整座经典物理学房倒屋塌。
不过此时他又加上了他的第二个法码,压倒骆驼的最后一根稻草!……也许说群山更合适些。
“下面公布我的第二项实验!”众人还没有从震惊中缓过神来,王一又开始他新的刺激,这是预期外的公布。
“我们知道一个物体之所以看上去为白色,是因为他反射了所有频率的光波。反之,一个物体看上去是黑色,那就是吸收了所有频率的光波。那么这里我就要提到一个概念,黑体!所谓的黑体就是吸收全部外来辐射的物体。例如一个空心的球体内部被漆上吸收辐射的涂料,而外壁上开个小孔。当一束光线从小孔中射入后,光线被完全被吸收,那么小孔看上去就是绝对的黑色,这就是黑体。”
王一停顿了一下,接着道:“在讲述实验之前,我先给大家看两样东西,这是热辐射计,这是罗兰凹面光栅,通过他们我可以精确得出热辐射能量分布曲线。”
“我从经典的热力学思想出发,假设黑体辐射是由符合麦克斯韦速率分布的分子发射出来的,然后通过精密的演绎,我得出了辐射能量分布定律。”
王一在黑板上写下了自己的公式(维恩分布公式)。
“后来,我就进行了测定,发现结果很好地符合了我的公式。不过这里面就存在一个问题,想来诸位也有发现,我们都知道辐射是电磁波,是一种波动。而我用了一种经典粒子的方法去分析,似乎有点南辕北辙的味道。于是我就在想,是不是黑体的温度加的不够高。所以后来我就开始验证自己的公式,果然问题就来了。当我把黑体加热到了1000多K的高温后,我在进行测定,却发现了一个很奇怪的现象。在测到短波范围内的曲线时,我的公式符合的很好。可在长波方面,实验结果就和公式出现了偏差,后来我发现在长波范围内,能量密度与绝对温度成正比。于是我就试着修改,后来得出了这样一个公式。”
王一在黑板上又写下了一个新的公式(瑞利——金斯公式)。