第120章

投票推荐 加入书签 留言反馈

  数学大多数时候停留在纸面和数学家的脑海中,它像一门威力无穷的大炮,只不过膛内没有炮弹。一旦填充炮弹,砰!砰砰!一切皆有可能。和数学大炮最匹配的炮弹,当然是物理。

  沈奇深知这个道理,当代的数学炮手,必须熟练掌握各种炮弹的炮性,才能以各种姿势打出销魂的好炮。

  CPhO复赛的第一题是填空题,接下来七题都是计算题。

  复赛比初赛难了很多,并没有选择题,瞎蒙的几率大幅下降。

  第二题,计算题,16分。

  这是道量子物理题,初步的量子物理。

  在CPhO的竞赛中,高中选手只需知道量子物理的一些基本概念,会简单的运用即可,不必深入了解原理,也没这个能力深入了解。这玩意一旦深入,要么拿奖,要么疯掉,又或者以疯掉的状态拿奖。

  题面给了一堆数据和常量,电子电荷、电子质量、玻尔半径、里德伯能量、质子静能……

  总而言之这堆颜文字表情似的数据描述了一个物理现象:在足够热的气体放电中会含有各种离子,其中一种离子是核电荷数为Z的原子被剥离到只剩下一个电子。

  同样没有示意图,沈奇需要从题面大量数据中找到一些有用的线索,最终求得Z的值,并写出这是什么元素的离子。

  在物竞的力学、声学、电磁学的物理题中,示意图中往往包含很多可以利用的信息,读图是审题的重要步骤。量子物理跟它们不一样,给不给图没有太大区别,大部分工作靠答题者自行脑补。

  物理学烧脑的分支有不少,其中TOP5的肯定有量子物理一席之地。

  从宏观的光学折射到微观的离子俘获,从海市蜃楼到电子基态,这没有什么联系。

  物理学包含的东西太多了,沈奇切换到量子模式,开始解答这道16分的计算题。

  复赛开局就是两头拦路虎,第二题也不轻松。

  首先,沈奇需要从海森堡身上找到灵感。

  海森堡并不是个地名,他是德国的一位杰出物理学家,对量子论的贡献仅次于爱因斯坦。

  海森堡是个人才甚至可以说是物理天才,他在31岁时就获得了诺贝尔物理学奖。爱因斯坦获得诺贝尔物理学奖时年已不惑。

  历史上对于海森堡的评价存在争议性,他在二战期间为德国纳粹搞科研,研究原子弹。当然了,最先搞出原子弹并运用于实战的是美国人。

  抛开海森堡的政治取向不谈,他提出的“海森堡不确定性原理”在学术界地位很高。

  沈奇先使用“海森堡不确定性原理”突袭一波,设A^(Z-1)+中唯一的电子处于基态。

  在此态中稍加处理可得电子到原子核中心距离平方值的平均值r0^2。

  这是一个并不复杂的数学运算。

  参加物竞复赛的高中生只需知道,r0^2定义为位置坐标不确定量平方(△x)^2、(△y)^2、(△z)^2之和即可。

  优秀的高中物竞选手的要求是能简单运用“海森堡不确定性原理”,不必深入理解。深入理解那是大学生的业务,以后再说吧。

  依葫芦画瓢,沈奇在此态中得到电子动量平方的平均值p0^2。

  A^(Z-1)+离子俘获一个电子后发射一个光子,这个过程必然遵守能量守恒、动量守恒。

  两个守恒关系都包含发射光子的角频率ω0,它们构成包含ω0的方程组。

  由海森堡不确定性原理:

  (△x)(△px)≥1/2h(一竖上面多一横)

  (△y)(△py)≥1/2h(一竖上面多一横)

  (△z)(△pz)≥1/2h(一竖上面多一横)

  能量守恒方程可具体表示为:

  1/2meve^2+1/2(M+me)v^2+E离=1/2(M+2me)μ^2+E'离+h(一竖上面多一横)ω0

  接下来需要实施一波稍显复杂的数学操作,这个操作对沈奇来说不难:

  O(∩_∩)O喵o(╥﹏╥)o……

  (上面这个式子在word中显示是乱码,脑补吧,作者无能为力)

  数学、物理学研究到一定程度在外人看来跟玄学没太大区别。

  数学家、物理学家不需用任何文字语言表达思想,他们一言不合就抛出一堆符号,自己看吧,看懂了咱们再说话。

  历经一系列的推导演算,沈奇最终得到了Z的值。

  Z=4

  “这……Z等于4。”沈奇略作思考,在心中默数,氢氦锂铍硼、碳氮氧氟氖……

  第091章 谁,到底是谁

  Z=4

  Z代表的是某元素的核电荷数。

  元素周期表中核电荷数为4的元素是哪个?

  氢氦锂铍硼、碳氮氧氟氖……

  很明显,铍的核电荷数为4。

  这题通过一堆符号、数学运算和物理原理解释了一个现象,即气体放电的复合过程中,Be2+离子被俘获。

  这道计算题历经一系列的推导计算,沈奇最终给出的答案是:Z=4,它是铍元素。

  从宏观的海市蜃楼,到微观的离子俘获,世界上的大部分现象都可利用数学、物理方法予以解释,这是科学之美,这是科学之力。

  当然也有人类科学家无法解释的超自然现象,这些难题留给15级之上的非人类去解决吧。

  沈奇用了1个小时完成前两题。

  前两题确实有一定难度,不是学霸搞不定。


章节目录