“计时,现在开始!”
随着周教授一声令下,大屏幕上立刻跳出了一个鲜红的倒计时——“03:00:00”。
“嗡——”
整个实验室,在短暂的死寂之后,瞬间如同炸开了锅!
“测量未知液体的折射率?!”
“还要自己设计实验方案?!”
“给的器材也太……太基础了吧?!连个阿贝折射仪都没有?甚至连分光计的平行光管和望远镜都给拆了?!”
“这……这怎么测啊?!这不是为难人吗?!”
惊呼声、抱怨声、以及……深深的茫然与无助,在这些平日里眼高于顶的“物理尖子”们口中爆发出来。
他们中的大部分人,虽然在理论知识上储备丰富,也做过不少常规的物理实验,但像这种需要完全自主设计,并且器材还如此“不给力”的复杂实验,他们还真是……头一回遇到!
测量液体折射率的方法,他们倒是在书本上学过不少。比如,利用光的折射定律,通过测量入射角和折射角来计算;或者利用全反射现象,测量临界角来计算;还有更高级的,比如利用迈克尔逊干涉仪或法布里-珀罗标准具来精确测量……
但是!
这些方法,要么对仪器的精度要求极高,要么需要一些特殊的组件,而实验台上提供的这些“大路货”,显然无法满足那些高大上的实验方案!
“用直角棱镜的全反射法?可是怎么精确测量临界角?没有精密测角仪啊!”
“用最小偏向角法?那也得有个标准的三棱镜容器来装液体,而且分光计的望远镜和平行光管都没了,怎么观察和读数?”
“难道……难道要我们自己动手做一个液槽?再用那些破透镜和激光器,自己组装一个类似分光计的玩意儿出来?!”
一个个看似可行,却又在现实条件面前显得困难重重的念头,在考生们的脑海中不断闪现,又不断被否定。
时间,在一分一秒地无情流逝。
大部分选手,都还停留在苦思冥想,或者对着一堆零件抓耳挠腮的阶段。
那个在理论笔试中取得第二名,来自省实验中学的“孙悟空”,此刻也早已没有了先前的嚣张气焰。他眉头紧锁,在实验台前踱来踱去,一会儿拿起一块透镜,一会儿又放下,眼神中充满了焦躁与不安。他虽然也想到了几种可能的方案,但每一种方案,在实际操作层面,都存在着难以克服的困难。
江州三中的王明和林雅,此刻也是一脸的凝重。
“林雅,你有什么思路吗?”王明擦了擦额头上的汗,低声问道。他感觉自己的脑子,已经快要变成一团浆糊了。
林雅秀眉紧蹙,沉吟了片刻,才缓缓开口道:“我想到一个方法,或许可以利用光的折射定律,将激光束以不同角度射入盛有液体的烧杯中,然后测量出射光线的偏折角度,通过多次测量和数据拟合,来反推出折射率。但是……这种方法的误差可能会很大,而且,如何精确测量那个偏折角度,也是个大问题。”
王明闻言,也觉得这个方法不太靠谱。
就在整个实验室都陷入一片“黔驴技穷”的困境之时,秦风,却依旧是那副气定神闲的模样。
他并没有像其他人那样,急于去摆弄那些仪器,也没有立刻就陷入冥思苦想。
他只是静静地站在实验台前,目光从容不迫地,将台面上提供的每一样器材,都仔仔细细地打量了一遍。
他的眼神,专注而深邃,仿佛不是在看一堆冰冷的物理仪器,而是在欣赏一件件充满了无限可能性的艺术品。
“氦氖激光器……波长632.8纳米,单色性好,方向性强,是个不错的点光源。”
“旋转平台……精度尚可,可以用来精确控制入射角或偏转角。”
“透镜组……焦距不同,可以用来汇聚或发散光束,甚至……可以尝试组合成简易的望远系统或显微系统?”
“直角棱镜和全反射棱镜……嗯,利用全反射原理测量临界角,似乎是个可行的方向,但关键在于如何精确观测和测量那个临界角……”
“分光计的底座和角度盘……虽然没有了平行光管和望远镜,但这个可以精确读数的角度盘,或许能派上大用场……”
秦风的脑海中,【经典物理模型构建】的能力悄然运转。各种光学原理、实验方法、以及这些器材的特性与组合方式,如同潮水般涌现,又如同拼图般,在他的意识中迅速地排列、组合、筛选、优化。
他想到了斯涅尔定律,想到了最小偏向角法,想到了阿贝折射仪的工作原理,甚至还想到了更高级的椭偏仪和干涉测量法……
当然,后面那些过于高大上的方法,在现有器材条件下,显然是无法实现的。
他的眉头,微微蹙起,陷入了短暂的沉思。
这个实验的难点,不仅仅在于设计一个可行的方案,更在于……如何在这些简陋的,甚至可以说是“残缺不全”的器材限制下,最大限度地提高测量精度,减小实验误差。
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