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。