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。
&esp;&esp;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……
&esp;&esp;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。
&esp;&esp;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。
&esp;&esp;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。
&esp;&esp;物理学烧脑的分支有不少,其中5的肯定有量子物理一席之地。
&esp;&esp;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。
&esp;&esp;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。
&esp;&esp;复赛开局就是两头拦路虎,第二题也不轻松。
&esp;&esp;首先,沈奇需要从海森堡身上找到灵感。
&esp;&esp;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。
&esp;&esp;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。
&esp;&esp;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。
&esp;&esp;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。
&esp;&esp;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。
&esp;&esp;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r02。
&esp;&esp;这是一个并不复杂的数学运算。
&esp;&esp;参加物竞复赛的高中生只需知道,r02定义为位置坐标不确定量平方(△x)2、(△y)2、(△z)2之和即可。
&esp;&esp;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。
&esp;&esp;依葫芦画瓢,沈奇在此态中得到电子动量平方的平均值p02。
&esp;&esp;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。
&esp;&esp;两个守恒关系都包含发射光子的角频率w0,它们构成包含w0的方程组。
&esp;&esp;由海森堡不确定性原理:
&esp;&esp;(△x)(△px)≥1/2 ?
&esp;&esp;(△y)(△py)≥1/2 ?
&esp;&esp;(△z)(△pz)≥1/2 ?
&esp;&esp;能量守恒方程可具体表示为:
&esp;&esp;1/2ve2+1/2(+)v2+e离=1/2(+2)μ2+e’离+?w0