迷失在物理迷宫中的无头苍蝇。
“这……这实验到底要怎么做啊?!给的这些破铜烂铁,哦不,是基础器材,也太考验想象力了吧?!”
“精确测量?还要减小误差?就凭这些玩意儿?出题老师是不是对‘精确’这个词有什么误解啊?”
“我感觉我这么多年的物理实验都白做了!以前都是照着实验报告一步步来,现在突然让我自己设计,我……我直接宕机了啊!”
“早知道实验环节这么变态,我还不如在理论笔试的时候多蒙对几道选择题呢!”
绝望、沮丧、烦躁、自我怀疑……各种负面情绪,如同看不见的病毒,在这些平日里眼高于顶、意气风发的“物理天才”们心中迅速蔓延。他们引以为傲的物理知识储备,他们曾经在各种模拟考中所向披靡的解题技巧,在这一道看似简单,实则处处是“陷阱”,招招考验“内功”的实验题目面前,被无情地碾压,被残酷地吊打!
就连那个在理论笔试中取得了190分高分,仅次于秦风的省实验中学“种子选手”——孙悟空(此名乃张浩私下所取,因其在交流会上抓耳挠腮、上蹿下跳的模样酷似猴急),此刻也是眉头紧锁得能夹死一只苍蝇,脸色铁青得如同刚从酱缸里捞出来一般。
他自诩为省内物理竞赛的顶尖高手,不仅理论知识扎实,动手能力也一向不弱,在学校的实验室里,各种精密仪器也是玩得飞起。在仔细分析了题目要求和实验台上提供的器材后,他深思熟虑,最终选择了一个在他看来相对稳妥且具有一定技术含量的方案——利用直角棱镜的全反射原理,通过精确测量光线在液体与棱镜界面发生全反射时的临界角,来计算该未知液体的折射率。
这个方案,从理论上讲,是完全可行的,也是教科书中介绍的经典方法之一。
但是!但是!但是!
当他真正开始动手搭建实验装置,试图将理论付诸实践的时候,才悲哀地发现,理想与现实之间,往往隔着一条比马里亚纳海沟还要深邃的鸿沟!
首先,第一个拦路虎便是——如何将那瓶装在棕色试剂瓶里的“未知透明液体”,有效地、且不造成浪费地注入到直角棱镜的某个特定工作表面,并保证液面与棱镜面能够紧密、均匀地贴合,形成一个清晰、稳定的折射界面?
实验台上并没有提供专门的液槽,也没有提供任何可以用于精密控制液体注入的微量移液器。他只有一个普通的玻璃烧杯和一个橡胶头滴管。他尝试着小心翼翼地用滴管将液体滴在直角棱镜的斜面上,但那该死的液体,要么因为表面张力而形成一个个孤立的小液珠,根本无法铺展开来;要么就是滴得稍多一点,便顺着棱镜光滑的表面肆意流淌,弄得到处都是,还白白浪费了不少宝贵的样品!
“可恶!这破液体怎么跟泥鳅一样滑不溜手!”孙悟空气得差点没把手中的滴管给捏碎。他额头上的汗珠,顺着脸颊滴滴答答地往下淌,一部分是急的,一部分是……心疼的!那瓶未知液体,总共也就那么一小瓶,照他这么个浪费法,还没等测出临界角,样品就先见底了!
好不容易,在他浪费了近五分之一的液体,并且用上了各种“土办法”——比如用干净的滤纸吸附多余液体,用手指轻轻按压辅助铺展(当然,这会引入新的污染和误差)之后,他才勉强在直角棱镜的斜面上,形成了一层薄薄的、看起来还算均匀的液膜。
接下来,便是第二个,也是更致命的拦路虎——如何精确地观测和测量那个发生全反射时的“临界角”?
实验台上并没有提供带有精密测角仪的折射仪,只有一个可以360度旋转,但游标尺精度感人的旋转平台,以及一个被“阉割”了平行光管和望远镜,只剩下底座和角度刻度盘的“残疾版”分光计。
孙悟空尝试着将氦氖激光器固定