这个下午,林格检查了昨天他布给学生们的家庭作业。出乎他意料的是,女孩们基本上都想出了较为可行的方法去验证光的波动性。
洛娜想到的办法,利用到了城堡顶层一面墙上的缝。洛娜已经在城堡里玩耍的时候,看到过那条缝当中射出来的一小束细细的太阳光,在早上太阳刚升起来没多久的时候。
据洛娜自己说,她本来是想用纸作为遮挡光的材料,但无奈肠皮纸实在是太透明了一些,哪怕用墨水染黑都不能完全遮挡太阳光;羊皮纸太厚,纤维纸就更不用说了,它连厚度都不规则。所以洛娜想了个办法,她用两块中间开洞的平整木板,将自己的一小撮头发夹起来。洛娜让头发紧密排列在夹缝洞中,形成一片遮挡光的发幕。再用针去调整头发之间的位置,让它在洞的两端留下让光通过的通道。
大早上洛娜亲自爬起来,把这样的小装置摆在了墙缝的后面。等太阳光照射进来的那一刻,洛娜在墙的另一面看到了好几条明暗不同的竖形条纹。洛娜向林格报告,她认为那些竖形条纹应该就是光波衍射在墙上形成的图案。
林格点点头赞同了她的实验。虽然说实验表现出来的现象所说明的原理和自己教给她们的有部分偏差,从光的衍射变成了光的双缝干涉、甚至是多缝干涉实验(毕竟头发之间不可能完全做到严丝合缝),不过它们同样都可以说明光是一种波。关于这一点,林格只告诉洛娜,她的实验现象不是由光的衍射造成的,虽然同样能说明光是一种波,不过原理却不在于此。
“那是什么原因呀?”洛娜一听自己的实验好像还做错了,不由得有些着急起来。
“呵呵呵,不用着急,这部分知识你们以后也会学到,它的名字叫做光的干涉,道理比衍射要复杂一些。不过只要仔细听讲的话,也是不难学的。”林格心想,刚开始的确是不难的;最难的那一部分,包括肥皂泡沫上的光干涉公式自己也记不得,也就教不了你们喽!
相对于经过精心准备的洛娜,菲尔的实验就要粗糙一些,她觉得既然现成的树叶可以让光发生衍射,那直接就拿它做实验再好不过了。所以今天早上的时候,她跑到后山树林里去捡了几片硕大的枫树叶。然后在中午的时候顶个大太阳,将几片树叶拿在手中交叉放置,中间留一段孔缝让太阳光照射过去,落在菲尔铺在地面的一块平整的木板上。
据菲尔说,她观察到树叶叠加形成的孔缝越小,孔缝的形状和地面上的光斑形状差别就越大,而且边缘就越模糊。菲尔高兴地说,她还总结出来几条规律:
“孔缝离地面越远,光斑的边缘就越模糊,反之则越清晰;孔缝越小,光斑的形状就越趋向于圆形;较小的孔缝与地面的距离超过一定高度时,光斑的形状就完全变成了圆形;狭长的孔缝虽然不管距离地面多远,光斑都不能变为圆形,但是孔缝的中间一部分明显更亮。但不管怎么说,这些现象都说明了光是一种波,有时候不沿直线传递。”说完菲尔双手背后翘起嘴角,得意地挺了挺小胸脯等待表扬。
林格注意到菲尔有在模仿自己之前上课的语气,不禁觉得非常好玩:“所以,有没有什么想要问的问题?”
“有有有!”虽然没能得到老师的夸奖,但是菲尔看到林格微笑的表情就知道老师肯定是满意的,“老师,为什么光斑会变成圆形的呢?”
“这也是另外一个知识,不过呢,和光的波动性就没有关系了,这一条知识涉及到光的粒子性,通俗来讲,就是光沿直线传播所造成的现象,我们把它称之为小孔成像。”林格突然把脸凑到菲尔的面前不到不到一尺处。
“嗳!?”菲尔猛眨了七下眼睛,翘起来的嘴角有些僵硬,“老……师?”
其他小女孩们都小吃了一惊。这时,林格注视着面前的女孩一脸认真地说道:“菲尔!”
“在……”这次菲尔回答的有些不坚定了,她只觉得两边的脸颊有点微微发烫起来。
“看着我的眼睛!”林格两只眼的目光像钩子一样牢牢地捕捉着菲尔那双漂亮的淡蓝色的眼睛。
菲尔咽了口唾沫,不由自主地与林格的双眼对视,一秒、两秒……菲尔沉浸在林格那双淡褐色的瞳海当中,晶莹剔透的眼角膜下是微微缩动的虹膜,像泡在茶杯里的金葵菊,像生长着精美纹路的玛瑙石,像……
“你看见了什么?”林格“深情”地问道。
“老师的……好……漂亮的眼睛……”菲尔仿佛梦游似的呓语。
林格的上眼皮垂了下来,无语地看着菲尔:“……咱们在讨论科学,我亲爱的小菲尔~看到我眼睛中央的小黑孔了没?”
“哦,看到了。”菲尔连忙拔开视线,再也不敢和林格对视了。
“人的眼睛想要看清楚物体,就非常依赖中间这个黑色的小孔,它的名字叫瞳孔,虹膜的收缩控制着瞳孔的大小。光线沿直线传播,它在通过瞳孔以后便可以在眼底照射,形成一个清晰的物体的图像。如果不是小孔的话就无法成像,这是人的眼睛为什么能看到东西的道理。”林格直起身子来对着所有的学生说道,“而这样的道理放到现实当中的其他小孔上也同样成立,对于太阳和小孔来说,太阳光在经过小孔以后,会在地面上形成一个太阳的图像。这样的道理我们称之为小孔成像原理。”
“我知道了,难怪树影子下面的好多小光斑都是圆形的呢,原来那就是太阳的样子啊!”洛娜戳着嘴唇恍然大悟道。