第13章：神奇的波（2/2）

“所以我们接下来要引入两个重要概念和三个要素，用来精确描述波的样子。这也是学物理的人需要养成的习惯，那就是不管研究什么都要追求精确！”

“这两个概念分别是：波峰和波谷。三个要素是：波长、频率和振幅，”林格用手中的冰棍指着地上的波形道，“把一个波浪的形状看作一个山峰，山顶我们称之为波峰，山脚我们称之为波谷。波长指的是两个相邻波峰之间的距离，振幅则指波峰和波谷之间的高度差，注意不是直线距离哦！它们的单位我们暂时都用寸来表示。”

“频率的描述相对而言较为复杂一些，不过理解起来也很简单。水波是会移动的，频率你们就当是在一秒内通过某一固定地方的波峰的数量，呃……”林格挠挠头，他好像还没有跟学生们普及“秒”这个时间单位。

结果林格又得花费一番口舌，先解释了秒和分钟的关系，然后再解释分钟和小时的关系。告诉她们两小时等于一个时辰，一天24小时，计算得出一天共有1440分钟，86400秒。为了形象一点，林格还用冰棍敲地的方法向女孩们演示一秒大概有多长。等大家都理解差不多了，他才继续讲“波”。

“下面我要讲的，是今天课程的重点！”林格用冰棍戳了戳地，“所有的波都有一种非常神奇的特性，那就是如果波在传播过程当中遇到障碍物，而它的波长大于障碍物在它传播方向上的厚度，那么它就会自然而然地绕过障碍物，继续向着被障碍物阻挡的后方传播！反之才会被阻挡。这种特性，我们称之为波的绕行性。”林格自己创造了一个名词，感觉还挺爽。

“正是因为波的这个特性，我们才看到了之前树荫下太阳光斑边缘的模糊现象。下面我们用水波来做个小实验，亲眼目睹一下波的绕行现象，”林格拿起自己的木板，向众人询问道，“有谁愿意帮老师捉着这个木板？”

菲尔第一个举起了手，洛娜飞快地看了一眼姐姐，紧跟着也举起了手。林格看到雪莉的手动了一下，但是最终没举起来，内心不禁叹了一口气：教育花朵任重而道远啊！看来得找时间给她们讲一讲点天赋人权的事情啊，不然指不定哪天就埋没了一个人才……也不知道行不行。

“菲尔速度最快，那就让菲尔来吧！”林格将木板递过去，“待会儿你拿着木板，把它竖直放入水面，记得不要放太深，一寸左右就够了。”

菲尔一边点头，一边小心翼翼如获珍宝似的接过刻着魔法阵的木板。林格笑道：“不用那么小心，它没那么金贵。”因为宝石和魔银都已经被林格抠下去了。

菲尔脱去鞋袜露出白嫩嫩的小脚，也没见着有多嫌弃，就一脚踩入池塘边的泥中，看来她肯定不是第一次踩水玩。刚刚过膝的裙子完全不影响菲尔的行动，她提着木板让其一端没入水中几厘米深，然后便抬头看着林格。

“好，”林格就不打算那么麻烦了，脚往池塘面上一踩，直接冻出一个直通水底的冰柱，无比潇洒地走到菲尔对面，一众女孩露出羡慕的表情，“别那么看着我，好好学，你们也能做到！”

“看我手中的这根冰棍，待会儿我就用它搅动产生水波，你们注意观察水面波纹，估计一下它的大概波长有多少，再对比一下木板的厚度，这样就可以验证老师刚才说的话对不对了。”说着，林格又吸了一些水，把手中的冰棍变得和手臂一样粗，随即放入水中搅动起来。

这样粗的冰棍在水中缓缓搅动出来的波浪高度大约有一厘米，它的波长虽然不容易看出，但是由于林格匀速搅动，大家可以数一数从木板到冰棒之间时刻存在的波浪数量，再和木板到冰棍之间的距离做个比照，波长就大概出来了大约一寸多，也就是4厘米左右。林格的木板厚度显然不可能有这么厚，所以波的绕行现象也非常明显。

一道波纹从木板的边缘经过，随即斜斜地扩散到木板后方，那样子有点像现代的wifi图标，图标最下面的那个点就是木板的边缘。这种现象说不上有多诡异，再加上提前知道了结果，所以女孩们都只是不断地点头小声感叹：“真的耶……”

“实验的结果很明显对不对？”林格停下了手中的动作，等女孩们感叹差不多了，他又开始抛出一个新的问题，“这证明波长比障碍物宽的波，的确可以在障碍物后面绕行。那你们又有没有想过，假如波长比障碍物短呢？”

“那一定是不能绕行了！”菲尔立刻抢答了出来，她感觉自己应该猜对了。

林格神秘地笑了笑：“你的猜想是很有道理的，但我们还需要实验来验证这个猜想。所以接下来我们需要解决一个问题：怎样才能产生波长更短的波呢？搅得更快可以吗？”

这一回，洛娜只想了一会儿便摇摇头：“好像不行，老是如果搅的太快的话，根本看不见波，反而到时会搅出很多水花来。”

“对了，洛娜的观察很仔细，这就是实际生活当中我们经常需要面对的问题。下面的事情老师也就不要你们去想办法了，不过你们仍然需要学习如何自己思考解决问题的办法，这是需要结合实际的，所以并不容易做到，大家要学会思考的方法才行。”

林格随即从怀中掏出一小截本来用于刻画魔法阵的银丝解释道：“如果你们接触过琴一类的乐器就应该知道，声音是需要靠波动琴弦才能产生的。每次拨动琴弦我们可以很容易地观察到，琴弦是处于一种非常快速的振动状态当中。而我之前说过，震动的传递就是波。所以接下来我们就用这根银丝来完成实验。”

作为小贵族，菲尔和洛娜自然是接触过琴的，于是两人都微微张开小嘴，作原来如此状。