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第三百零三章 任务完成倒计时(9.6K!)(1 / 2)

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“......”

实验室内。

看着一脸求助神色的小麦,徐云的嘴角顿时微微一抽。

好家伙。

难怪这货一开始会显得信心十足,一脸我能搞定的模样。

合着是把实验室当成了开心辞典,搁这儿场外求助呢.......

当然了。

吐槽归吐槽。

徐云在小麦一开始设计实验的时候就知道,他的设计肯定达不到预期的效果。

原因很简单。

在小麦的设计原理中,缺乏了一个最关键的要素:

转换器,或者说换能器。

没有转换器进行信号转换,单靠金属屑检波器的原理,必然是没办法做到接近一秒的时间差的。

金属屑真正的价值是可以用于算法输入,也就是靠着脉冲信号的周期来控制运算——比如说强电流就是算法中的1,弱电流是0等等.....

想要达到时间延迟,必须要将脉冲信号转换成超声波,然后再加上一些光栅的小元件才行。

因此眼下摆在徐云面前的,实际上是另一个问题:

该不该出手呢?

随后他飞快的扫了眼现场,又想到了现如今已经被小麦拎起来跑的世界线,不由幽幽叹了口气:

好吧,这似乎也算不上啥问题了......

毕竟转换器这东西相较于真空管的发明,压根就算不上啥技术壁垒——这里指的是最最最简单原始的转换器。

哪怕徐云自己不出手。

以小麦和基尔霍夫的能力,也要不了多久就能攻克这道壁垒。

长的话两三年,短的话恐怕几个月就够了。

徐云上辈子认识一个叫做焰火璀璨的老司机,当初他曾经在悔过椅上说过一句话:

“良家入行最难的永远是第一步,一旦下了海,从油推变成大荤只是时间问题而已。”

想到这里。

徐云也便不再犹豫,转身对小麦说道:

“麦克斯韦同学,实不相瞒。”

“当初肥鱼先祖在无聊之时,曾经提出过一种设想,就是能否通过技术手段,将曾经发生过的真实场景记录下来呢?”

“后来他对此做了一些研究,奈何条件有限,最终还是无奈放弃了这个想法。”

“不过这个空想虽然失败了,但肥鱼先祖多多少少也留下了一些成果,不算空手而归。”

“其中便有一种比较简单的、能够将电信号转换成声信号的道具。”

小麦闻言一震,连忙追问道:

“罗峰先生,你说的那个道具复杂吗?或者说需要准备什么材料?”

徐云沉思片刻,余光忽然扫到了身边的某样东西,顿时眼前一亮。

只见他将身边的那个花瓶从瓶颈处拎起,另一只手的手指在瓶身处敲了几下,瓶身响起了‘叮叮’的脆音:

“就是它。”

小麦身边的巴贝奇眨了眨眼,先一步问道:

“陶瓷?”

徐云点了点头,笑着说道:

“没错,这个元件的名字,就叫做压电陶瓷。”

众所周知。

电信号严格来说只记录了声压信息,但响度、频率之类的其他信息都可以通过声压来变换出来。

比如响度实际上跟声压强度有关。

频率信息则通过声压进行傅里叶变换得到。

音色则是谐波结构的表现。

也就是波形中,就包括了音量、音色等所有的信息。

因此想要将声波和电信号互相进行转换,常见的只有两种方式:

一是改变电阻。

二就是增加换能器,把机械能转化成电能。

其实换能器是一个很宽泛的名词,在声学中主要是指电声换能器。

从意义上来说。

换能器就是接收电(或声)信号,将其转换成声(或电)信号的器件,使输入信号的某些特征在输出信号中反映出来。

一般情况下。

声学换能器同样可以分成两类:

磁致伸缩式,以及压电陶瓷式。

徐云这次准备拿出手的便是后者。

压电陶瓷。

是指一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料,运用到的是压电效应。

所谓压电效应是指某些介质在受到机械压力时,哪怕这种压力像声波振动那样微小,都会产生压缩或伸长等形状变化。

从而引起介质表面带电,这也叫正压电效应。

反之施加激励电场,介质将产生机械变形,便是逆压电效应。

这种效应首次发现于1880年,发现人是居里兄弟,也就是居里夫人的丈夫。

基于这个原理。

在经过一定手段处理后,压电陶瓷便可以完美的做到声波和电信号的转换,属于一种非常常见的小元件。

后世的手机耳机、蜂鸣器、超声波探测仪甚至打火机中,都可以见到压电陶瓷的身影。

国内的风华高科,国瓷材料,潮州三环这几家公司,也都算是相关技术储备比较高的翘楚。

而从设计原理上来看。

压电陶瓷需要的理论依据其实和麦克风差不多,一个是傅里叶变换,另一个就是电磁感应定理。

这也是徐云为啥会选择把它拿出来的原因——如今这个时间线的工业水平已经无限接近于1900年,以上两个理论都已经被提出来有一段时间了。

哪怕自己不出手,压电陶瓷被发明出来也真的只是时间问题罢了。

某种意义上可以这样说:

在小麦发现了X射线后,这就是必然会出现的一种结果。

想到这里。

徐云不由深吸一口气,拿起纸和笔,在图上画起了示意图。

压电陶瓷的元件图非常简单,里外里就一个硬币大小的瓷片,加上一侧贴合的电极和振膜——买个带蜂鸣器的贺年片就能直接看到实物。

因此短短不过两东的时间,徐云便放下了笔,对众人道:

“好了。”

小麦连忙拿起徐云的示意图和巴贝奇看了几眼,又递给了法拉第与高斯。

法拉第取过纸抖了抖,一边看一边分析了起来:

“增加交流信号驱动,压电瓷片伸缩致使整体发生弯曲振动...就能把电信号转化成声波......”

“另一端的振膜在磁场中做切割磁感线运动,从而产生电流,把信号复原成电,转换的耗时便能产生时间差,妙啊......”

不过看着看着,法拉第便忽然意识到了什么。

只见他眉头一皱,转头对徐云说道:

“稍等一下,罗峰同学,我有一个问题。”

徐云眨了眨眼,道:

“法拉第教授,有问题尽管直说,我答不上来的就去烧香问肥鱼先祖......”

法拉第点点头,将目光投放到了花瓶身上,指着它道:

“罗峰同学,你看,陶瓷是一种绝缘体,内部无法通电,甚至现如今的一些大型供电设施都是用陶瓷来作为隔断材料。”

“这种情况下,怎么才能让电流通过陶瓷,进而使它发生振动和形变呢?”

作为半导体的发现者,法拉第对于物体导电性的敏感度已经达到了近乎本能的高度。

因此在解析徐云思路的同时,他很快也意识到了一个问题:

陶瓷是不导电的。

既然不导电,那么又怎么能做到瓷片伸缩的效果呢?

是肥鱼的失误?

还是说......

其中另有乾坤?

看着一脸探究的法拉第,徐云沉思片刻,忽然道:

“法拉第教授,我记得您之前在聊底片的时候曾经说过,您愿意用高斯教授的手稿来换快速曝光的技术。”

“您如今问的问题虽然和底片无关,但同样是涉及到了一些目前未知的领域,所以您看......”

法拉第微微一愣,回过神后豪气无比的大手一挥:

“这个简单,三卷手稿换你的技术!”

徐云心跳猛然一漏,不过脸上还是故作不愿:

“法拉第教授,怎么才三卷啊?”

“三卷还是人家的呢,你就知足吧。”

“......七卷如何?”

“不可能的,四卷!”

“六卷呗?”

“一口价,五卷!”

“成交!”

“成交!”

看着讨价还价后交易成功的一老一少,一旁的高斯有些懵逼的揉了揉眼睛。

这个数学史上稳居前三的大佬眼中,少见的浮现出了浓浓的疑惑:

等等,这俩货讨论的好像是我的手稿吧......

可为啥我这个当事人却成了局外人呢?

而另一边。

得到了法拉第的允诺后,徐云也就不藏着掖着了,干脆利落的说道:

“法拉第教授,根据肥鱼先祖的研究,陶瓷在正常情况下,确实做不到通电时产生拉伸或者收缩。”

“但如果通过某些技术手段进行处理之后,它便可以用于这种特性。”

“肥鱼先祖将这个过程称为.......”

“极化!”

眼下法拉第等人已经测量出了电子的荷质比,电荷这个概念更是已经出现了上百年。

因此徐云便直接拿起图纸,解释起了原理:

“法拉第教授,您应该知道,从理论上来说,陶瓷内部的电荷分布应该是杂乱而无规律的,对吧?”

法拉第点点头:

“没错。”

徐云便继续道:

“而要让陶瓷发生拉伸或者收缩,那么我们便要保证它内部存在一种规律。”

“也就是平衡状态下电极有平衡电极电势,而不平衡状态下电极也有一个电极电势。”

“能保证二者长期存在一个恒等值的效应,便是极化,这个做法需要很高的电压以及其他一些手段......”

法拉第这次花了点时间思考,方才继续点起了头:

“原来如此...我大概懂了。”

“这就好比电荷已经到达了电极处,但得电荷的物质还没来得及去拿,于是电荷便积累了下来,电极也因此偏移了平衡电势。”

“发生电极反应时,电极电势偏离平衡电极电势的现象就是极化,罗峰同学,我说的对吗?”

徐云微微一怔。

下一秒。

一股酥麻感从尾椎升起,直窜头皮。

艹!

1850年真的到处都是挂壁啊......

自己不过只是从表象解释了几句,法拉第就一眼看到了本质,这你敢信?

极化。

这个概念哪怕在后世,都是个解释起来很复杂的概念。

涉及到了过电位、交换电流密度、双曲正弦函数型等一大堆范畴。(推荐查全性院士的《电极过程动力学》和北航李狄的《电化学原理》)

再深入下去,还会涉及到瞬时电场矢量、时变场以及Jones矢量.....也就是完全极化波等等。

至于压电陶瓷的极化,则是与陶瓷内部的各晶粒有关。

这些晶粒具有铁电性,但是其自发极化电畴的取向是完全随机的,宏观上并不具有极化强度。

不过在高压直流电场作用下,电畴会沿电场方向定向排列。

而且在电场去除后,这种定向状态大部分能够被保留下来,从而令陶瓷呈现压电效应。

徐云目前只能解释到‘电荷’这个范畴,甚至连‘电子’这个层级都不能太过深入。

但纵使如此。

法拉第也一眼看到了这个区间内最极限的真相。

实在是太可怕了......

不过想想他的贡献,这倒似乎也挺正常的——这位可是凭借一己之力,推开了第二次工业革命大门的神人来着。

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