第54章 產生電的真正原因
第54章 產生電的真正原因
「可是我們毫無頭緒啊！」
黃雲峰還是一副苦瓜臉。
「那就查啊？上次怎麼做的？」
徐凌有些無語地提醒道。
這黃雲峰老這個樣子，一遇到問題總是一副我啥也不知道的樣子，讓誰看了都會連連搖頭。
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沒頭緒？
徐凌難道就會有什麼頭緒嗎？關於發電的原理，不用想也知道和化學或者生物有關，可能還會牽扯到原子物理。
這些內容都是徐凌暫且涉獵不深的。但徐凌不會畏懼它們，無非是多花些時間的事情。他充分相信自己的能力。
這也是科研道路上所必備的東西，敢於探索和利用未知。
當然，主力還是徐凌自己再加上秦芹和季芸。徐凌沒指望黃雲峰和梁修遠能研究個透透徹徹。
他倆能夠看懂原理，然後稍微有一些自己的理解就足夠了。
……
大概花了兩天時間，徐凌終於弄清楚了所有的機理，並且想到了提升效率的方法。
宏觀上來看，電的產生主要可以分為三個部分：載流子產生，載流子分離和載流子運輸。
而載流子為什麼會產生？
想回答這個問題，就不得不回到整個實驗中的關鍵物質——二氧化鈦和染料分子。
載流子能夠正常產生並留存下來，其中的精髓所在就是二氧化鈦和染料分子的能級匹配。
二氧化鈦導帶的能量低於染料分子的LUMO能級，同時價帶的能量也是低於染料分子的HOMO能級的。
而光的吸收過程，實際上是染料分子最外層電子發生能級躍遷，從HOMO能級躍遷到LUMO能級。
由於二氧化鈦和染料分子的能級匹配關係，電子能夠從染料分子傳遞到二氧化鈦的導帶，但無法從能量較低的價帶上傳遞迴去。
於是，載流子便產生了。
載流子都已經產生了，那麼之後的問題就沒那麼難解釋了。
同時，對於整個流程的優化，自然而然地就分成了三個部分。
而在這三個部分中，徐凌敏銳地抓住了其共同的關鍵影響因素。
分別是：二氧化鈦薄膜的厚度，染料的吸附量，以及二氧化鈦薄膜的面積。
有了方向，實驗就可以進行了！
……
「控制染料吸附量，我們可以通過控制浸染時間來實現。」
徐凌明確指出。
「好的，那我建議設六個梯度。1分鐘，5分鐘，10分鐘，然後一直到120分鐘。中間的間隔逐漸拉長。」
季芸隨即給出了方案。
眾人也是沒有耽擱，立馬開始實驗。最後，通過計算機繪製的圖像發現，浸染時間越長，染料的附著量增加，吸光效果會越好，且60分鐘後相差不大。
這樣的結果很符合徐凌的預期，有一個飽和狀態也是合情合理。
緊接著，之後的各種參數的測量進度突飛猛進，僅僅一次實驗的時間裡，所有的內容都已經測量完畢。
實驗報告這次沒有丟給季芸，而是交給了黃雲峰和梁修遠來共同完成。
看著兩人眼神中充滿了使命感，一副重任在肩的模樣，徐凌有些苦笑不得。
趁著季芸和秦芹還在一邊打打鬧鬧，一邊收拾實驗器材，徐凌獨自走出了實驗室。
時間已經是晚上六點多了，但天還沒有完全黑。
斜射的陽光把實驗樓前的小路染成了橙金色，配合將晚不晚的天色，頗有分印象畫派的味道。
徐凌心情瞬間得到了放鬆，正準備吟詩一首。
突然，手機傳來了嗡嗡的消息提醒。
嘶——
多好的興致啊！
打開手機一看，徐凌兩眼一黑，是林雨欣。
【徐凌，徐凌。快給我看看！我證明到這一步就證不下去了！】
消息下面還附了一張清晰的圖片，上面有林雨欣著重標出的問題點。
【不是，你這麼著急幹嘛？自己先多看看不好嗎？】
徐凌有些無語地打出了這麼一行字。
【大哥！還不急？月底三十一號之前就要交了。】
嗯？
這下輪到徐凌著急了。
【不是？這麼快就要交了？我怎麼不知道！】
徐凌的論文到現在都只有腦袋裡的一個潦草框架呢。
【不然呢？你以為我急什麼急。T^T】
好吧，是真該急了。
徐凌觀賞美麗夕陽的興致完全沒了，當即火急火燎地跑回了宿舍。
看在林雨欣提醒了自己的份上，徐凌在正式開始思考自己的論文之前，還是先解決了她的問題。
「……
電通量Φ=E·ds=q/4πε0dΩ
……」
這是對於高斯定理的推導，林雨欣推導到這一步，就寫不下去了。
然而，整個推導過程，張忠堯上課講過的，而且仔細找找的話教材里也是有的。
白紙黑字，明明白白。
徐凌搞不懂林雨欣為什麼還要問。但還是耐著性子給她寫了完整的證明，還順帶講解了一下。
【求這個積分，要分為點電荷在曲面內部和點電荷在曲面外部的兩種情況。然後再積分
……】
【聽明白了嗎？】
【明白了。】
徐凌這才鬆了一口氣，就怕林雨欣每一步都要問他。
那麼接下來，該想想自己的論文的事情了。
所謂磁單極子，是理論物理學中假設存在的一種只帶有單一磁極的基本粒子。要麼只有南極，要麼只有北極。
這種假設，在經典電磁學理論中是不可能存在的，因為磁感線總是閉合的，磁場是無源場。
然而，在一些前沿理論物理研究中，如大一統理論中，這樣的假設卻是存在的的。無數物理學家也都相信它是存在的。
如果磁單極子真實存在，將會對電磁學理論以及整個物理學基礎帶來重大變革，同時能夠幫助證明許多懸而未決的理論猜想。
全世界範圍內的科學家也一直在通過各種實驗手段，比如在宇宙射線探測、一些極端條件下的凝聚態物理體系等中試圖尋找磁單極子存在的證據。
但遺憾的是，一直沒有一個言之鑿鑿的證據。
但前人到底走過怎樣的路？又遇到了哪些困難？
徐凌很迫切地想要知道答案，並以此來奠定自己論文的基調。
（還有更新耶）