“你們知道波是什麽嗎？”林格看着學生們六雙求知的大眼睛，微笑着介紹起“波”這種物理學當中最神奇的東西之一，“它是指某種物理量在空間中的擾動或震動的移動。這句話現在聽不懂沒有關系，在教你們波具體是什麽之前，我會先給你們普及一下物理學的概念。”

“物理學，研究世間萬物運行的基本道理的科學，這個物指的是物質。比方說木頭，物理學研究一截鋸下來的小樹要用多大力氣才能把它折斷，并由此擴展到實際問題當中，比如說把小樹做成一個扁擔，能挑多重的東西。但是物理學不會去研究這根樹木是怎麽生長的，它爲什麽能長這麽硬，那就是另一個學科的事情。從這個例子可以看出，對于木頭這種物質，它能受多大的力，它有多硬，這就屬于物理學性質；而它是怎麽生長的，這就不屬于物理學性質。”

“除了木頭，物理學還研究水，研究空氣、石頭、泥土、金銀銅鐵這些看得見或者摸得着的東西，還研究聲音，研究光、電、磁、熱這些不一定能直接體會到，但又真實存在的東西，甚至還研究波、場、空間、時間、能量、混亂度這些非常抽象的東西。總之，物理學研究一切！”林格情不自禁地張開雙手抱向天空。

“而我今天要給你們介紹的，就是光和波這兩種物理學概念，還有它們的關系。我們隻淺顯地講一下，因爲它們兩個實際上都不是什麽簡單的東西，有關于它們的知識極其繁多，部分知識非常晦澀難懂，即使是老師我都不是很明白。”

“首先要讓你們認識一下波大概是什麽樣子。呐！”林格用手一指不遠處，“那邊的小池塘，你們經常去玩吧？”

城堡後面，位于蘋果樹和後山之間的東面低地有一處占地一畝左右的池塘，山上泉眼湧出的泉水彙聚成小溪流入池塘當中，再從池塘的另一邊流出去，有活水源的池塘清澈無比。這裏是弗倫斯家的土地，城堡裏的仆人一般都會來這裏清洗衣服，再加上池塘不深，所以亞曆山大也沒有禁止女兒靠近。菲爾和洛娜經常會去池塘邊打水漂玩。

“有注意到每當風吹過時水面上泛起的波紋嗎？那些就是最簡單的波，水波最直觀最容易理解。”說到這裏林格站了起來，“走，咱們去池塘邊玩一玩。”

“玩？”洛娜疑惑道。

“對，”林格笑着說道，“一邊玩一邊實驗，在玩耍中實驗，這樣上課才有樂趣嘛！”

剛走出樹蔭，林格就感覺到現在太陽還是曬了一點，于是擡頭看天，右手往空中揮了兩下，改變了頭頂上方一大片空氣的密度分布，借此改變部分空氣折射率，将九成以上的太陽光折射到了其他地方。使林格周圍半徑5米的範圍内都變成了陰涼區，不再受到太陽的炙烤。在此過程中，林格隻用到了風魔法。

“哇！老師好厲害！”雪莉和菲爾同時驚歎起來。在她們的眼裏，頭頂上就像憑空出現一片圓形烏雲，把太陽遮住了一樣。

林格回頭笑着說：“要是覺得厲害就好好跟老師後面學習科學，雖然老師用的手段是魔法，但是方法卻是科學的喲！”

“那老師，這是什麽原理呀？”之前一直沒怎麽說過話的茉兒開口問道。

聽到她問這個，林格感到很欣慰：“這個也是跟光有關，叫做光的折射定律，不用着急，以後老師會教你們的。”

“喔！”茉兒乖巧地點點頭。

六個小女孩跟着林格創造的陰涼區來到池塘邊。爲了讓她們上課舒服些，林格動用土石魔法從地上升起來6個方方正正的小土塊，剔除了其中的草根、大塊石子和遊離水後，土質小闆凳坐起來就會很舒服了。除了小屁屁可能會有點髒以外，林格腹黑地想。

别看林格的操作容易的很，這可是隻有5級及以上魔法師才能做得到的“魔力微操”，要是有明白的人在這兒，現在就已經識破林格的4級魔法師身份了。林格覺得以前的他有一做法對的很，那就是：絕不教她們怎樣區分魔法師的級别。

“現在我們來看水面上的波，”林格站在池塘邊指着水面道，“從我們現在這個角度，看上去水波是一圈一圈的，它們是非常小的浪。這種水波隻在水面存在，在“波”這個大家族當中它被分爲平面波這個種類，意思就是它隻能在平面上傳播。”

“但是想要研究它，我們一般不會從這個角度去看波，”說着，林格右手往池塘的方向一抓，水面上泛起了不規則的震動，一小束水像海上龍卷風那樣被吸了起來，聚到了林格的手掌心，林格随即施展冰魔法把這些水凝結成了一根長度約一米的指粗冰棍，然後用它在塘邊濕泥地上畫出了一條起伏明顯的波浪線，“我們一般從水波的橫截面，也就是水平面的方向去觀察它，然後我們就能看到水波大概是這個樣子，對不對？”

淺顯易懂，菲爾和洛娜的聰明自然不用說，亞曆山大也不會找4個笨蛋給自己的女兒伴學，看到那條波浪線，大家很快都明白了意思。

“大家看到了這條波浪線，那麽你們覺得我們應該如何向别人描述它的樣子呢？”林格開始步步誘導，“說它很高？”林格又用冰棍畫了一條振幅很大的波浪線，“說它很寬？”又畫了一條波長很長的，“說它很密集？”又畫了一條頻率很高的，“這些描述是不是都不夠精确？它不能準确的告訴别人這條波到底長什麽樣！”

大家都點點頭，很認真的聽講。

“所以我們接下來要引入兩個重要概念和三個要素，用來精确描述波的樣子。這也是學物理的人需要養成的習慣，那就是不管研究什麽都要追求精确！”

“這兩個概念分别是：波峰和波谷。三個要素是：波長、頻率和振幅，”林格用手中的冰棍指着地上的波形道，“把一個波浪的形狀看作一個山峰，山頂我們稱之爲波峰，山腳我們稱之爲波谷。波長指的是兩個相鄰波峰之間的距離，振幅則指波峰和波谷之間的高度差，注意不是直線距離哦！它們的單位我們暫時都用寸來表示。”

“頻率的描述相對而言較爲複雜一些，不過理解起來也很簡單。水波是會移動的，頻率你們就當是在一秒内通過某一固定地方的波峰的數量，呃……”林格撓撓頭，他好像還沒有跟學生們普及“秒”這個時間單位。

結果林格又得花費一番口舌，先解釋了秒和分鍾的關系，然後再解釋分鍾和小時的關系。告訴她們兩小時等于一個時辰，一天24小時，計算得出一天共有1440分鍾，86400秒。爲了形象一點，林格還用冰棍敲地的方法向女孩們演示一秒大概有多長。等大家都理解差不多了，他才繼續講“波”。

“下面我要講的，是今天課程的重點！”林格用冰棍戳了戳地，“所有的波都有一種非常神奇的特性，那就是如果波在傳播過程當中遇到障礙物，而它的波長大于障礙物在它傳播方向上的厚度，那麽它就會自然而然地繞過障礙物，繼續向着被障礙物阻擋的後方傳播！反之才會被阻擋。這種特性，我們稱之爲波的繞行性。”林格自己創造了一個名詞，感覺還挺爽。

“正是因爲波的這個特性，我們才看到了之前樹蔭下太陽光斑邊緣的模糊現象。下面我們用水波來做個小實驗，親眼目睹一下波的繞行現象，”林格拿起自己的木闆，向衆人詢問道，“有誰願意幫老師捉着這個木闆？”

菲爾第一個舉起了手，洛娜飛快地看了一眼姐姐，緊跟着也舉起了手。林格看到雪莉的手動了一下，但是最終沒舉起來，内心不禁歎了一口氣：教育花朵任重而道遠啊！看來得找時間給她們講一講點天賦人權的事情啊，不然指不定哪天就埋沒了一個人才……也不知道行不行。

“菲爾速度最快，那就讓菲爾來吧！”林格将木闆遞過去，“待會兒你拿着木闆，把它豎直放入水面，記得不要放太深，一寸左右就夠了。”

菲爾一邊點頭，一邊小心翼翼如獲珍寶似的接過刻着魔法陣的木闆。林格笑道：“不用那麽小心，它沒那麽金貴。”因爲寶石和魔銀都已經被林格摳下去了。

菲爾脫去鞋襪露出白嫩嫩的小腳，也沒見着有多嫌棄，就一腳踩入池塘邊的泥中，看來她肯定不是第一次踩水玩。剛剛過膝的裙子完全不影響菲爾的行動，她提着木闆讓其一端沒入水中幾厘米深，然後便擡頭看着林格。

“好，”林格就不打算那麽麻煩了，腳往池塘面上一踩，直接凍出一個直通水底的冰柱，無比潇灑地走到菲爾對面，一衆女孩露出羨慕的表情，“别那麽看着我，好好學，你們也能做到！”

“看我手中的這根冰棍，待會兒我就用它攪動産生水波，你們注意觀察水面波紋，估計一下它的大概波長有多少，再對比一下木闆的厚度，這樣就可以驗證老師剛才說的話對不對了。”說着，林格又吸了一些水，把手中的冰棍變得和手臂一樣粗，随即放入水中攪動起來。

這樣粗的冰棍在水中緩緩攪動出來的波浪高度大約有一厘米，它的波長雖然不容易看出，但是由于林格勻速攪動，大家可以數一數從木闆到冰棒之間時刻存在的波浪數量，再和木闆到冰棍之間的距離做個比照，波長就大概出來了大約一寸多，也就是4厘米左右。林格的木闆厚度顯然不可能有這麽厚，所以波的繞行現象也非常明顯。

一道波紋從木闆的邊緣經過，随即斜斜地擴散到木闆後方，那樣子有點像現代的wifi圖标，圖标最下面的那個點就是木闆的邊緣。這種現象說不上有多詭異，再加上提前知道了結果，所以女孩們都隻是不斷地點頭小聲感歎：“真的耶……”

“實驗的結果很明顯對不對？”林格停下了手中的動作，等女孩們感歎差不多了，他又開始抛出一個新的問題，“這證明波長比障礙物寬的波，的确可以在障礙物後面繞行。那你們又有沒有想過，假如波長比障礙物短呢？”

“那一定是不能繞行了！”菲爾立刻搶答了出來，她感覺自己應該猜對了。

林格神秘地笑了笑：“你的猜想是很有道理的，但我們還需要實驗來驗證這個猜想。所以接下來我們需要解決一個問題：怎樣才能産生波長更短的波呢？攪得更快可以嗎？”

這一回，洛娜隻想了一會兒便搖搖頭：“好像不行，老是如果攪的太快的話，根本看不見波，反而到時會攪出很多水花來。”

“對了，洛娜的觀察很仔細，這就是實際生活當中我們經常需要面對的問題。下面的事情老師也就不要你們去想辦法了，不過你們仍然需要學習如何自己思考解決問題的辦法，這是需要結合實際的，所以并不容易做到，大家要學會思考的方法才行。”

林格随即從懷中掏出一小截本來用于刻畫魔法陣的銀絲解釋道：“如果你們接觸過琴一類的樂器就應該知道，聲音是需要靠波動琴弦才能産生的。每次撥動琴弦我們可以很容易地觀察到，琴弦是處于一種非常快速的振動狀态當中。而我之前說過，震動的傳遞就是波。所以接下來我們就用這根銀絲來完成實驗。”

作爲小貴族，菲爾和洛娜自然是接觸過琴的，于是兩人都微微張開小嘴，作原來如此狀。