听到韩川说会一点点,方剑宇眼中闪过一丝讶异,递过了一支粉笔。
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韩川顺手接过粉笔,在黑板上书写了起来。
他没有按照常规的解法步骤先建立微分方程,而是在那个巨大的三维坐标系旁边,重新开辟了一块空白区域。
【在电磁场中,带电粒子的哈密顿量为H=(1/(2m))*(P-qA)2+qφ+mgz。】
【选取合适的规范。对于沿z轴的匀强磁场B,可取对称规范:
A=(-By/2,Bx/2,0)。】
【而电场E沿-z方向,取电势φ=-Ez。进一步将重力势能mgz与电势能qφ合并:V(z)=mgz-qEz=(mg-qE)z=4qEz。】
【哈密顿量写为:H=(1/(2m))*[(Px+qBy/2)2+(Py-qBx/2)2+Pz2]+4qEz。】
【....在一个周期内,Pz与速度vz的关系为Pz=m*vz。小球在上下反弹点间速度由V(z)决定。利用恒定加速度运动学,可以求得:Jz=(2√(2m)/(3π))*4qE*(Δz/2)^(3/2)...】
....
讲台上,韩川沿着哈密顿系统,先写出系统的哈密顿量,然后拆解变量与作用量一步步的推导着。
教室中鸦雀无声一片寂静,大部分的同学都愣愣的看着台上的韩川不知道他在写些什么。
唯有坐在前排的那么一两个提前自学过部分大学内容和选修书籍,或者是尝试参加过物理竞赛的学霸盯着台上皱着眉头思索着。
当然,这再正常不过了。
毕竟哈密顿量不是高中物理课程的常规学习内容,并不在高中生必修的知识中。
利用哈密顿量来解这种题目,是周培源老先生最近才教他的。
而在韩川不断书写着解题步骤的时候,讲台上,方剑宇愣愣的看着黑板上的算式眼中满是惊诧和不敢置信。
这道题对于一个普通的高中生来说是严重超纲的。
本来他喊韩川上来解题,只是想看看这个被曹稳称赞的学生,在真正的难题面前会如何反应。
是胡写一通,还是直接放弃?
老实说他根本就没想过韩川能解答出来。
但现在,这个学生不仅在解答,而且用的居然还是普通高中生不会学的哈密顿量来进行解题。
这怎么可能!?
一个上上次月考才51分,哪怕上次月考进步很快也才91分的学生,居然能解出来一道足够放到竞赛省赛上的大题?
不是,这学习天赋,这么恐怖的吗?!
讲台上,韩川还在继续,黑板上的算式已经写得密密麻麻的一大片了。
【.....经过量纲匹配和代入已知条件mg=5qE以及qB=m√(g/R),可以将上述变分方程简化为:(4qE*Δz)=(qB)2/(2m)*R2,这与解法一中的核心比例式完全等价。】
【.....最后代入数据后解得:Δz=R/2,T=2π√(R/g)。】
【.....】
一张黑板,小半边是物理老师方剑宇写的题目,而另外大半边则是韩川完成的答案。
得到了最终答案后,他并没有第一时间向方剑宇汇报,而是捏着粉笔头退后了两步,看了一下自己的解题成果。
「方老师。」
教室中鸦雀无声,韩川轻喊了一声愣在一旁的方剑宇。
回过神来,方剑宇看了一眼黑板上的答案,眼中和脸上满是藏不住的激动和高兴,一时间竟不知道该说什么。
黑板上那密密麻麻的哈密顿量丶正则动量丶磁矢势丶作用量-角变量丶绝热不变量.....
这道竞赛题,别说高二的学生,就是他这个物理老师,也不是一眼就能看出答案的,得用稿纸推导一下才行。
而眼前这个学生,这个两个月前物理才考51分的学生,就这么云淡风轻地写出来了。
「好好好!」