清华记忆点滴-实验课

学理工的光上课不行，还要做些实验。实验帮助理解，加深记忆。时间久远了，早记不清做过多少实验，但不少。

在科学馆做过光学实验。黑乎乎的房间一束光经过三棱分光镜就分成七色光谱。放块光栅，射来的光束就拉成长长的一溜间隔分明的光谱。找到钠灯发出的一些特征谱线后根据谱线表和看到的谱线位置可以发现那条谱线是哪种元素发出的。把一面平的放大镜倒扣在玻璃板上，用单色光一照，牛顿环出现了。高深的光学理论就在奇妙的光学实验中记住了。

学过力学后就做了光弹性实验。按受力的东西用有机玻璃做个模型到机器上一拉，有机玻璃上出现花纹。把力加大，花纹在变化。哪里应力大哪里应力小，看不见的应力分布一眼就可看出。

电机电子学的实验要接线，有时还有点乱。一次做电机实验，调压器，电机，电表，闸门一大堆。连起来后认为没接错，请实验员来查。他马马虎虎一看，说可以了。合闸后一调电压，线路冒烟烧起来了。赶快拉闸灭火，实验员过来一顿臭骂。真不知这责任应算谁的？算我们的？你实验员查的算什么？算实验员的？这么多组学生同时在做实验，而且线拉得像蜘蛛网，谁查得清？到头也不知哪根线接错了，只是我们被罚下午到实验室干了几天活。

做得最多的是高压实验。高压实验接线简单，但危险，特别是高压电容器。放电后往往还会放出残余电荷。当时没电了，几天后又有了，还可以保留很长时间。老师千交待万嘱咐，进了高压实验室，不管有没有接电源，要先要用接地杆放电。不用的电容器要短接。薛先生边说边做边往里走，转身蹭到一个没有短接的电容器，马上“哇”的一声弹开-中电容器残余的招了。言教身不教，以身试法。

有一个实验是研究和金属板平行的导线在直流高压下空气击穿电压和距离的关系。关灯后一声铃声和“准备“的吆喝后就开始实验。实验从小距离开始，在喊了声“升压”就用调压器升压。随着一道电闪和“叭“的一声，导线和金属板间的空气间隙击穿了。记下距离和电压，也在方格纸上标出。重复三次，击穿电压略有不同，在允许的误差范围中。记下，算平均值。加大距离，继续实验。方格纸上的轨迹直线往上爬升。距离加大到某个值以后突然变了，电压到了按前面实验推出的电压时没有击穿，而是导线周围出现一层淡蓝色的光晕和听到轻微的“滋滋”声。要加到更高的电压间隙才“叭”的一声击穿。这是电晕，记下发生电晕的电压和击穿两个数据，标明现象。

继续做下去，围着导线的电晕不断增加，细细的导线成了电晕的园柱。滋滋声大了，依然祥和。击穿电压和电晕电压之比越来越大，放电的吱喳声也越来越大，电晕的园柱中出现闪光和霹雳吧啦声。击穿电压不随距离的加大而加大，而是减少了。击穿电压在驼峰随后距离增加减少了。最后击穿电压回归于安前一次电晕电压推出的数值。做过尖对板在不同极性的直流高压下的击穿实验，同样的电极负高压加在尖上的击穿电压就是比正极性时高，而且高得不少。奇特的实验结果要解释，学过的电子崩流注理论用上了，用电子云理论就解释清楚了。

也有解释不清的高压实验，比如在冲击电压下的击穿电压，那分散度往往不是百分之几而是几十。那只好怪那些看不见摸不到的宇宙线和电极表面的烧蚀了。解释高压放电有时有点诡辩。不信，谁能预测雷雨天下一次闪电往哪个方向打去？

许多高压实验是在暗室中做的。电晕下的材料老化实验，电压不很高，电晕声不大，微微的蓝光下一片祥和。时间在流逝，黑暗催人入睡。隔离网里有一片摇曳的羽毛，伸手去摘。突然想起那里是要命的高压，及时缩回保住小命。

有些实验是用模拟电路来做的。有一个过电压的实验，用了电容电感电阻和旋转开关来模拟。开关周而复始重复着，然后用示波器来看。各个波形都可解释，唯独最后一个波形不是实验要的。得搞清，回宿舍就辩开了。和老跳辩起来。我说最后的那个波不是我们要的，应除掉。老跳说波在那里，不能除。谁也不服谁，都快打起来了。最后两人都没错。我的“对“在那波是实验范围以外的复位杂波，应从实验报告中去除。老跳的“对“也在那是实验范围外的复位杂波，但设置实验的老师应设法避免。白斗一场。

 

庸猫，2017年1月2日。