北大学堂后院的“格物实验院”。
这座新建的两层砖楼原本计划用于化学实验,现在临时被李晨征用为电报研发基地。
一楼大厅里摆满了各种器材:铜线线圈、锌板铜板、陶制容器、大大小小的磁石,还有十几个封着的木箱。
李晨站在大厅中央,身边围着核心团队。
墨问归穿着工匠短衫,手里拿着卡尺,眼神专注。
张衡、李清、王冶三个年轻教习都穿着北大学堂的青色教习服,脸上带着兴奋。杨素素站在稍后些,手里捧着厚厚的编码手册和算学笔记。
“人都齐了。”李晨拍拍手,“今天开始,咱们正式攻关电报。”
打开第一个木箱,里面是用油纸包裹的深褐色块状物。
“这就是橡胶。”李晨拿起一块,递给墨问归,“墨老看看,品质如何?”
墨问归接过橡胶,用力拉扯,又放到鼻尖闻了闻:“王爷,这胶有弹性,但杂质不少。而且……好像已经有些硬化了。”
“刚从吕宋运来,海上走了一个多月,难免变质。”李晨又打开另一个小箱,“这里是新鲜胶液,用木桶密封着运来的。”
小箱里是几个陶罐,打开封口,里面是乳白色的粘稠液体。
李清凑近看,惊讶道:“这就是树流出来的汁液?真能变成有弹性的胶?”
“需要处理。”李晨道,“王冶,你负责橡胶炼制。第一步是过滤杂质,第二步是加硫磺加热——这叫硫化,能让橡胶更耐用、更有弹性。”
王冶是冶炼教习,对加热处理最在行:“王爷,硫磺加多少?加热多久?”
“先试验。”李晨写下一组参数,“按这个比例,做十组样品。每组硫磺含量不同,加热时间不同。做出来测试弹性、硬度、耐久性。”
“明白!”王冶立刻带着两个助手,搬着橡胶和硫磺去了隔壁炼胶室。
墨问归指着铜线线圈:“王爷,电线怎么做?”
“先拉铜线。”李晨道,“用咱们现有的拉丝机,拉出粗细均匀的铜丝。然后裹橡胶——等王冶的硫化橡胶出来,趁热裹在铜线上,冷却后就是绝缘电线。”
张衡问:“王爷,电线要多长?”
“先做一百丈,从实验院到学堂主楼,正好一百丈。第一阶段的实验,就是证明一百丈距离能传讯。”
李清看着那些磁石和线圈:“电磁铁呢?现在做吗?”
“做。”李晨走到工作台前,“张衡,你算电磁铁的参数。线圈匝数、铁芯粗细、电流大小——要保证百丈外电磁铁还能吸动铁片。”
张衡立刻铺开纸笔,开始计算。杨素素凑过去看,不时提出建议:“张教习,这里用积分算更准……”
“素素夫人说得对!”张衡眼睛一亮,“我怎么没想到!”
两人埋头演算。
墨问归带着工匠开始拉铜线。拉丝机嗡嗡作响,红铜锭被拉成细丝,一圈圈绕在木轮上。
李晨和李清制作伏打电堆。
“锌片、铜片、盐水。”李清按照李晨的指导,把锌片和铜片交替叠放,中间用浸透盐水的毛毡隔开,“王爷,这样真能产生电?”
“能。”李晨组装好一组,用铜线连接锌片和铜片,另一端接上一个小磁针。
磁针轻轻转动。
“动了!”李清惊喜。
“这只是微弱的电流,要驱动电磁铁,需要更大的电压和电流。多做几组,串联起来。”
两人做了二十组伏打电堆,串联成电池组。接上电磁铁测试时,铁芯“咔”地一声吸起了铁片。
“成功了!”李清拍手。
但问题马上出现——电池组电压不稳,几分钟后磁性就减弱了。
张衡停下计算:“王爷,电压在衰减。可能是极化——电极表面产生气泡,阻碍了反应。”
李晨点头:“张衡说得对。需要加去极化剂……二氧化锰应该可以。但现在没有。”
“那怎么办?”李清问。
“定期更换电解液,先用这个办法。等电报原理验证了,再研究改进电池。”
三天后,王冶的硫化橡胶样品出来了。
十组样品摆在桌上,从软到硬,弹性各异。李晨一一测试,选中了第三组——硫磺含量适中,弹性好,不易老化。
“就这个配方。”李晨拍板,“批量生产,开始裹电线。”
橡胶在特制的大锅里加热融化,变成粘稠的胶液。铜线从胶液中拉过,裹上一层均匀的橡胶,然后通过冷水槽冷却定型。
墨问归看着裹好橡胶的电线,拿起一段用力拉扯:“王爷,这橡胶裹得牢,防水。”
“测试绝缘性。”李晨吩咐。
用裹好的电线连接电池和灯泡——李晨用细铁丝做了个简易灯泡,铁丝通电发热会发出红光。电线浸入水盆,灯泡依然亮着,没有短路。
“绝缘合格!”墨问归松了口气。
电线有了,电池有了,电磁铁有了。接下来是发报机和收报机。
发报机很简单——就是一个开关,按下时电路接通,松开时断开。收报机复杂些:电磁铁吸动铁片,铁片带动一个木槌,敲击铜铃发出“铛”的声音。
李晨设计,墨问归制作,张衡计算参数,李清调试,王冶提供材料支持。
杨素素也没闲着——她在完善编码系统。
“夫君,按现在的设计,发报速度不会太快。”杨素素展示编码表,“一个‘滴’(短按)一个‘答’(长按),组合成数字,数字对应文字。但百丈距离,信号会不会延迟?”
“会有一点,电磁铁吸合需要时间,但很短,可以忽略。关键是操作员要熟练。”
“那素素训练操作员。”杨素素主动请缨,“从算学科选几个心细手快的学生。”
“好。”
所有组件准备就绪。
实验院里拉起了一百丈长的电线,从一楼大厅延伸到院墙外,再绕回来。发报机设在大厅,收报机设在院墙边的亭子里。
团队所有人聚在大厅。