想要到达一开尔文左右的极低温环境,也完全没有问题。
不过陈慕武现在不太需要把温度降到那么低。
他现在只需要把液氢转移到实验容器当中,然后再让实验的环境温度维持在大概20开尔文到22开尔文之间就足够。
这个温度区间,能使沸点较高的氘气和氘代氢气仍然保持液体状态,而液态氢气则由于达到沸点,会变成气体被蒸发掉。
一直保持这个温度,重复蒸发这个步骤,就能使液体当中的液氢含量逐渐减少。
相应地,液态氘(d)和液态氘代氢(hd)的含量,就也跟着逐渐增加。
当氘的浓度增加到一定程度,就可以在这种混合气体的谱线当中,观测到氘的光谱了。
由于氘原子比氢原子多了一个中子,利用原子光谱的公式进行简单计算,就能氘原子的巴耳末谱线,会在氢原子谱线的基础上发生蓝移,波长的改变量,在01纳米到02纳米之间。
这个蓝移的量虽然很小,但是在分光计里观察到,完全没有问题。
说白了,从液氢里分离出氘气这个实验除了保持低温环境、小心谨慎避免发生爆炸之外,就是一个慢工出细活的过程。
虽然将近每七千个氢原子里面才有一个氘原子,但只要有耐心,就能得到最终想要的结果。
陈慕武当然知道自己想要什么,但是奥本海默不知道。
在他的视角下,陈老师好像是在恣意挥霍自己历尽千辛万苦,从荷兰买回来的这些个液态气体。
纵使奥本海默对陈慕武再怎么无条件信任,他也不能对老师的这种“浪费”行为视而不见。
最终,他还是忍不住开口问道“老师,您之前在莱顿的时候,不是说要做低温物理学实验,研究金属的超导特性吗?
“可是现在我不太明白您这是在做什么。如果把这些不多的液态氢气都蒸发掉的话,那我们还能拿什么做介质来获得更低的温度?”
事已至此,陈慕武只能和他的好学生讲实话“罗伯特,在你去荷兰的这段时间里,我突然有了一个新的想法。
“金属在极低温环境下突然丧失电阻这个超导特性,看上去确实很美。但我认为,它和我的新想法相比,还是差着点儿意思。
“所以我打算换个研究方向,不过请你放心,你从荷兰带回来的这些仪器还有液态气体,对我来说十分重要。你的这趟旅程,并不是徒劳无功地白跑一趟。”
最后一段话是陈慕武临时加上去的,因为他看到奥本海默的情绪正在飞速低落下去。
任谁带着一堆那么危险的东西跋山涉水,结果刚一回到实验室,就被突然告知没什么用了,都不会开心。
近一年以来,奥本海默还是第一次有些不能接受陈慕武的这个说法。
他决定打破砂锅问到底“那,陈老师,您现在是在做些什么研究?”
“你听说过同位素这个东西吗?自从前年年底,我和布莱克特在卡文迪许实验室里发现了氧的第一种同位素氧-17之后,这个世界上就只剩一种元素的同位素没有被发现,这种元素,就是元素周期表上的第一位,氢。”
“所以说,您是在寻找氢的同位素吗?现在这个低温蒸馏实验,就是在做这件事?”
“没错,在等你从荷兰回来的这段时间里,我曾经利用德拜模型进行过一个简单的计算,算出来的结果是,重同位素组成分子的沸点,应该比轻同位素的略高。
“如果是换做其他元素的话,我还会考虑它的同位素和其本尊相比,应该是重还是轻。
“但是对于氢元素,就完全没有这种烦恼了。
“因为氢原子再减去一个原子质量单位的话,就什么也不会剩,所以如果氢也存在同位素的话,其质量一定会比氢的重,相应沸点也就更高一些。”
“我明白了,您是打算通过反复蒸馏,看最终会不会仍然剩下些液体存在,对吗?如果剩下的话,就能说明氢的同位素存在?”
“用不着那么麻烦,只需要偶尔从剩下的液体里取出一些,观察其光谱,说不定就能通过新的谱线找到重氢的存在了。
“观察氢原子光谱这个实验,我想哈佛大学总应该教过你怎么做吧?”
陈慕武觉得不能像布莱克特那样,派奥本海默独自完成实验,也不能让他像个甩手掌柜的那样,什么都不做。
还是应该给这位好学生上上强度,让他也增加一些实验的参与感。
免得这个刺儿头天天无所事事,围在他身边问东问西。
说不定哪天,观察着实验仪器的自己一不留神,就会被他套出来什么不该说的话出来。
激将法果然有用。
“陈老师,您真会开玩笑,我承认我的动手能力是有些差劲,当初要不是您,我也绝对进不了卡文迪许实验室。但使用分光计观测光谱我都不会的话,我也没脸再留在您身边。
“不过,您就真的确信,一定能从液氢里面发现这种重氢同位素吗?而且就算找到了重氢,它又能有什么用?”
能有什么用?
好像是没什么大用,只不过就是能带你刷一个区区诺贝尔化学奖而已。
老默啊老默,你怎么就不懂为师的一片良苦用心呢?
而且等以后有了回旋加速器,还能用氘核轰击钼靶,得到被化学家们找了八十多年的那个极其神秘的四十三号元素。
元素周期表上都已经排到九十二号铀元素了,但中间总是空着那么一个位置也不叫个事儿,对吧?
奥本海默还是从善如流地在实验室里支起了分光计,时刻准备观测产物的光谱。
而陈慕武仍然像往常一样,盯着仪器里液氢的蒸发过程。
他忽然感觉自己像是守在炼丹炉旁的太上老君,而奥本海默就是兜率宫里那个扇扇子的小道童。
只可惜炉子里装的不是能上天入地的弼马温,而是氢。
今天本来写了半天有关五卅的东西,但想来想去,为了这本书能活得长久一些,还是决定不写了,只能让作者和主角选择性遗忘掉这件事,于是删删减减改了半天。
(本章完)