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我只想当一个安静的学霸-第27部分
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“哦，物竞队，隔壁的。想想也是，大年初五就来学校的，除了高三学生就是学科竞赛队的队员了。喂，林星宇，你去实验楼干嘛呢？”
“训练啊。”
“什么训练？”
“物竞队的训练。”林星宇说到。
“不早说！走走走，我也去实验楼，去你们物竞队学习学习。”沈奇站了起来，终于找到一点好玩的事情了。
第078章 暗中观察
实验楼，1号物理实验室后门的门口。
沈奇站在后门外，透过门上嵌的玻璃暗中观察。
物理实验室内，墙壁上挂着牛顿、开普勒、法拉第、瓦特等科学家的头像，黑板上方高悬四个大字：知行合一。
实验室的布置跟教学楼教室有所不同，课桌被长条的实验台所取代，十几个学生坐在实验台后，每条实验台上摆放一些仪器道具，天平、游标卡尺、小球、碰撞实验仪器、计时器、重锤等等。
但没有人操作任何一个实验仪器，学生们或托腮，或凝眉，盯着前方黑板，面前摆有笔和纸。
黑板上画了个水波示意图，有粉笔字写到：
“水波严格来说不是简单的横波或纵波，因为表面的水运动既不是垂直于波速方向也不是平行于波速方向，而是二者的叠加。”
“水足够深的时候，表面每个点原地做圆周运动。设振幅为A，波长为λ，周期为T。”
“假设A＜＜λ，跟着波形移动的参考系中看到的是稳恒流速，那么波的最高点和最低点的流速为多少？”
“不考虑表面张力和摩擦耗损，设水的密度为ρ，重力加速度为g，考虑能量守恒，请证明波长和周期满足关系：λ=gT^2/2π。”
很明显，黑板上写的是一道物理题。
物理题挺啰嗦的，叽里呱啦的文字描述一大堆。
第一问不难，最高点和最低点的流速u…v、u＋v已被写在了黑板上。
第二问的证明尚未被写出。
黑板一侧，一位年纪不大的女性站在窗边，她戴着无框眼镜，一手搭在窗台上，远眺窗外。
在教室后门暗中观察的沈奇有了初步判断，这位女性应该是物竞队的老师，包括林星宇在内的十几个学生是队员。女老师出了道物理题给队员做，这就是林星宇所谓的训练？
在沈奇的印象中，物理、化学、生物的学科竞赛应该包含实验环节，纯粹的做题，跟数竞又有何区别？无非就是题型不同罢了。
沈奇继续暗中观察，这位带物竞队的女老师岁数不大，25~35岁之间都有可能，带物竞的女老师并不多见，且看看她实力如何。
女老师转过身面向台下队员，打了个清脆的响指：“谁上台写出第二问的证明过程？”
林星宇举手。
“好，林星宇上台证明。”女老师说到。
林星宇上台，拿粉笔吱吱吱写出证明过程：
1/2△mv1^2＋△mg2A＋p0△V=1/2△mv2^2＋p0△V
简化后：
λ=gT^2/2π
证得
林星宇写完后，望向女老师。
啪。
女老师又打了个响指：“聪明。”
林星宇倍受鼓舞：“谢谢穆老师的肯定。”
哦，穆老师。沈奇得知了物竞队女老师的姓氏，这穆老师哪里冒出来的，我咋没印象？转念一想，这半年多来我征战海内外的数竞赛场，又去燕大金秋营培训，最近没怎么来学校，学校里有人事变动也属正常。
林星宇乐呵呵的回到座位上，一脸仰慕的瞅着穆老师，他刚才看沈奇也是这么个表情。
穆老师一看就是个有学问的人，她戴着眼镜，干练的短发，然后又出了道题：
“有一种潜水艇，利用电磁推进代替螺旋桨，水从推进管道中流过，不考虑管道中水流与管壁及水之间的黏粘滞阻力作用。”
“管道中有一个长方体区域，该区域横截面积与入水口一致，尺寸为a×b×c，其中由超导磁铁产生了稳定磁场B，沿着b方向，在上下两个面各有一块a×b大小的电极，进入直流电源。”
“假设电流只在这个长方体区域内存在，并且是均匀的，稳定状态电流大小为I，海水密度为ρ1，海水电阻为ρ。”
“假设稳定流动后潜水艇进水口压强为p1，出水口压强为p2，入水口面积为S1=b×c，出水口面积为s2。”
“1、求出稳定流动后，以潜艇为参照系，进、出水口的流速v1和v2。”
“2、计算稳定流动后直流电源的功率是多少。”
穆老师的粉笔字体矫健有力，手速飞快，她最后画了个潜艇推进器的结构简图，出题完毕。
“这题是我根据浙东省某年高考物理试题改编的，给你们10分钟思考和打草稿的时间。”穆老师说完后，朝1号物理实验室的前门走去。
沈奇在后门外审题，这题难倒不难，就是需要综合运用的物理知识点较多，电学、电磁学、力学、能量与动量什么的都得往上凑，利用纯粹的高中物理知识解出这题没任何问题。
对大多数人来说，高中生涯是其人生中最博学的阶段，记忆力也好，反应也快，思路敏捷，各种知识小王子、解题小女王屡见不鲜。
高中毕业后的趋势一般有两种，愈发博学尖端，或者趋于平庸。
前者较少，后者更多。
青春短暂而珍贵。
装逼何不趁年少。
过了这村没这店。
岁月不饶人，装逼争朝夕。
物理题的特点是思路主宰一切，辅以必要的计算，从计算量上来说，大多数物理分支没法跟数学相比。
但只依靠纯粹的数学计算能力，不理解物理学的诸多公式原理，在物理学上也难有所作为。欧叶这种计算姬她只能主修数学，而沈奇可以双修。
在极短的时间内，沈奇已心算出这道潜水艇题的第一问，计算量并不大。
这时穆老师从物理实验室前门走了出来，一出门，她发现后门外有一男生鬼鬼祟祟的朝实验室里偷瞄。
穆老师不露声色，她从靠近前门的楼道下楼，在2楼走到尽头后再次上到3楼，轻手轻脚慢慢迂回到沈奇身后。
专心致志算潜水艇题第二问的沈奇并未发觉，身后站了位女老师。
“有意思吗？”穆老师在沈奇身后轻轻说了句。
“没啥意思……嗯？”沈奇猛然回头，卧槽，这穆老师是幽灵吗，走路咋没声音？
穆老师细细打量沈奇，片刻后说到：“IMO满分冠军沈奇，为何偷听我的物理课？”
“穆老师你好，我路过而已。”沈奇很快便恢复了镇定。
第079章 保守，激进
“听多久了？”穆老师问到。
“就听了两题，有点low。”沈奇答到。
穆老师笑了笑也不生气：“是嘛？”
沈奇说到：“就说黑板上写着的这道潜水艇题，因为进出口面积一样，所以流速不变，安培力的效果是增加压强，再考虑到能量守恒，求出v1、v2不需要太多计算量。这也太简单了，CMO比CPhO何止难了八条街。穆老师，我没其他意思，也不是狂傲，反正我看到那些很low的题目就特别忧桑。”
（CPhO：全国中学生物理竞赛）
“你刚才看到的这两题，确实low了点。”穆老师继续微笑
沈奇倒无语了：“这……low你还写出来给他们做？咱们学校的物竞队没这么差劲吧？”
“沈奇我告诉你，CPhO初赛也就这水平了，刚才的第一题是CPhO初赛真题，第二题差不多可以收录到CPhO初赛题库。”
“那CPhO初赛属于全民参与性质吧？”去年沈奇参加数学联赛省级比赛，就相当于CPhO的全国初赛，当时他的数学等级是3级，那也是扒掉三层皮才拿到了数联省冠军。
现在沈奇的物理等级同样是3级，CPhO全国初赛的题目对他来说如同小儿科，不费吹灰之力，他心算就能算出答案。
“数学给你的优越感真是无与伦比，我谨代表物竞队向你发出友好邀请，进去切磋切磋？”穆老师左右开弓连打两个清脆响指，啪啪。
“好的呀。”沈奇右手打个响指，啪，左手再打个响指，没啪。
“你不是左撇子，要多练练。”穆老师左手啪啪啪连打响指，跟放鞭炮似的，然后做了个手势，示意沈奇跟她进实验室。
“物理老师的绝活果然多。”沈奇跟着穆老师走进室内。
两人一进门，十几位物竞队的队员不明嚼栗，他们全都认识沈奇，数学大佬跑咱物竞队砸场子来了？
“我说个事。”穆老师面向全体队员说到，然后看了眼沈奇：“这位是沈奇，大家欢迎一下。”
啪啪啪！
掌声响起。
“喂，沈奇来砸场子的，咱们为什么要鼓掌欢迎？”
“也有可能是友谊赛？”
队员们议论纷纷。
“需要自我介绍一下吗，沈奇？”穆老师问身边的沈奇。
沈奇问台下的十几个物竞队员：“需要吗？”
“不不不。”
“都懂都懂。”
队员们皆摇头摆手。
沈奇说到：“大家好，那我就不多说了，一切尽在不言中。”
穆老师对沈奇说：“下去找个位置坐下。”
沈奇走到林星宇旁边的座位，入座。
“大佬，什么个情况？”林星宇迫不及待的询问。
沈奇笑道：“互相访问，友好交流。憋说话林星宇，穆老师准备放大招了。”
林星宇狐疑的望向黑板，搞不清楚发生什么了事情。
穆老师敲了敲黑板：“这道潜水艇题，哪位同学得出了答案？”
刷！
刷刷！
台下队员们纷纷举手。
“看来CPhO初赛题目对你们来说不存在任何障碍，或许我的教学太保守。”穆老师看着齐齐举起的手臂，说到：“白玲烨，你上台给出答案。”
一位男生上台，在黑板上写出他的解答过程。
穆老师走到黑板一侧的多媒体操作台，启动电源，操作多媒体教学系统。
等待的时间中，沈奇问林星宇：“穆老师来物竞队多久了？”
林星宇：“刚来不久，春节前才来的，她春节前带过我们一堂训练课，然后就放假了。”
“我记得之前物竞队是岳老师带的？”沈奇问到。
“岳老师突发脑溢血，住院了。”林星宇露出可怕的表情。
岳老师接近六十岁快退休了，是南港二中的资深教师。沈奇也觉得可怕：“这……你们这群不成器的家伙，把岳老师气出脑溢血。所以还没来得及全面交接，穆老师就仓促上岗，她出这么简单的题目给你们做，是在摸底？”
“或许吧，但穆老师特别有学问，特别厉害。”林星宇崇拜的说到。
“她才带过你们一堂半的训练课，就有学问了？就特别厉害了？”沈奇反问。
“她是物理学的女博士耶。”林星宇满眼小星星。
“哦是吗，这么吊？哪个方向的博士？”沈奇瞟了眼正在操作多媒体系统的穆老师，她还是个物理学博士？
“天体物理，研究宇宙的。”林星宇对穆老师仰慕的不要不要的。
“厉害厉害，穆教主。”沈奇对穆老师的认识进一步加深，研究天体物理的女博士流落民间中学出low题，这背后究竟隐藏着什么不为人知的秘密？
这时台上的男生完成解答，穆老师说到：“不错，全对，白玲烨你回座位上去吧。”
沈奇初步观察，这支校物竞队的整体实力还凑合吧，至少林星宇和白玲烨具备晋级全国复赛的实力。CPhO的赛制是初赛、复赛、国决，跟CMO差不多，历经几轮考验后，最终选出最优秀的几位选手进入国家队，参加IPhO。
“请各位同学认真看大屏幕。”在穆老师的操作下，实验室前方缓缓落下一张屏幕，屏幕上投影出一部动画演示。
画面正中是一个红色小球，小球上标注一个黑色英文字母H。
很明显，这个小球代表着氢原子。
氢原子两端各有一个造型古怪的发射器，滋滋，发射器不断射出蓝色射线，向红色氢原子发起进攻。
咔咔。
多媒体音箱发出物体凝固冷却的声效。
代表氢原子的红色小球逐渐变色，球体颜色越来越淡，最终变为淡蓝色。
演示动画到这里就结束了。
包括沈奇在内，台下所有学生都看的津津有味。
世界上只有极少数尖端科研工作者能亲身参与原子层面的微观实验，大多数人都是依靠教学资料或者科幻片脑补。
“我向你们演示的是原子的激光冷却，看明白了吗？”穆老师问到。
“再演示一遍吧穆老师。”台下学生纷纷提议。
“好，再来一次。”穆老师重放一遍原子的激光冷却演示动画。
在这次演示中，穆老师同步讲解：“激光冷却是利用激光和原子的相互作用，减速原子运动以获得超低温原子的一门技术，世界上少数国家已掌握这门技术，其中美国处在领先地位，中国也在迎头赶上。华人科学家朱棣文先生凭借对这门技术的理论研究，荣获97年诺贝尔物理学奖，他被聘为中科院外籍院士。”
“那么我的问题是，在屏幕所展示的原子参考系中，由于反冲效应，温度存在一个最小值，请计算出这个最小值。”穆老师结束第二次动画展示，放出一张新图，是一张平面原子参考系示意图。
“这……”台下学生目瞪狗呆，刚才明明是物理竞赛初赛级别的难度，现在直接拉升到诺贝尔物理学奖层级，穆老师保守起来特别保守，一旦激进那便是要上天啊。
第080章 多普勒先锋官和德布罗意大将军
其实早在20世纪初，物理学家们就注意到光对原子有辐射压力作用，因为仪器设备的限制，直到最近几十年激光冷却装置发明出来之后，原子的激光冷却技术才得到实质性的发展。
朱棣文先生在斯坦福的实验室中，利用三维激光束形成磁光阱将原子囚禁在一个小区域空间中加以冷却，获得了更低温度的光学粘胶，这时是1985年。
之后苦心研究十几年，朱先生和他的科研伙伴更上层楼，他们利用这种技术得到了低于光子反冲极限的极低温度。凭此成果，朱先生、柯亨·达诺基、菲利普斯三人同时获得诺贝尔物理学奖，这时是1997年。
又过了十几二十年跨入21世纪，南港二中的实验室内，穆老师基于诺贝尔物理学奖的研究成果出了道题：“原子的激光冷却实验中，考虑到反冲效应，请问温度存在的最小值是多少？”
台下众学生抓耳挠腮：“穆老师，我们只是高中生啊，有这脑洞我们不拿诺贝尔奖了？”
只有沈奇沉默不语，他明白穆老师的题意，她没指望哪个高中生具备诺贝尔奖的水平。
这题又是激光发射器、又是原子囚禁什么的，乍一看无比高端，归根结底，原子的激光冷却实验是对多普勒、德布罗意等人理论假设的验证，并发扬光大逐步完善。
在高中物理课本里，高中生都学过多普勒效应、德布罗意波、光的波粒二像性、玻尔能级模型、α粒子轰击、原子电子基础理论等知识点。当然了，这些是高中物理最难理解的一部分内容。
沈奇已经自学到了大物，他理解起来的障碍相对较小。
仅仅就解题而言，如果不能熟练掌握必要的数学工具（公式、推论、定理等等），你将束手无策解不出相应的数学题，而物理题更多是理解程度上的递进，辅以少量计算。
“这并不需要诺贝尔奖级别的脑洞，你们只需具备物理竞赛级别的脑洞就足够了。”穆老师笑了笑，问到：“你们觉得这题难吗？”
“难！”
“IPhO的中等难度试题，或者CPhO国决理论试题，差不多就是这个难度吧。”穆老师扫视台下一周，说到：“要知道参加竞赛的时候，没人会给你们播放教学片，你们看不到3D演示动画，唯一的线索只有卷面上的平面示意图。喏，就是类似屏幕上的这张平面图。所以我给你们播放动画，播了两次，还给你们同步讲解，你们不该露出好奇宝宝的懵懂表情。未来的物理学家们，拿出点真本事来吧，请不要让我失望。”
台下瞬间鸦雀无声。
物竞队的队员们水平自然不会太差，自学过选修或者部分大物知识的也不仅仅只有沈奇一人而已。
物竞队所有队员拿起笔，埋头在草稿本上写写画画，推导计算。
沈奇没带笔也没带纸，他空手而来，死死盯着屏幕上的原子参照系二维示意图，凝神思考着什么。
“老哥，你不可能心算出最小温度值吧？”林星宇写着写着发现身边的沈奇抱臂而坐稳如山。
“心算？不存在的。”沈奇摇摇头，摊开一掌：“笔来。”
林星宇的笔袋里装有一堆笔，他取出一支价格最贵的水性笔递给沈奇。
“纸来。”沈奇再次摊掌。
嘶拉。
林星宇在自己的草稿本上撕下一页纸，递给沈奇。
想想一页草稿纸应该不够，嘶拉嘶拉，林星宇连撕几张。
“一张草稿纸够了。”沈奇摆摆手，持笔在草稿纸上进行推导。
在这个原子的激光冷却实验中，要计算出最小温度值，计算量不大，但推导的步骤比较繁琐，沈奇必须打草稿，装逼也要根据实际情况适当把握尺度。
刷刷刷。
沈奇运笔如飞，很快写满了草稿纸的正反两面。
“呼……原来如此。”沈奇仰头舒口气，扭扭脖子，搞定。
穆老师注意到了沈奇：“看来沈奇同学已有结果？”
啪。
沈奇打了个响指：“有了。”
啪啪。
穆老师左手右手连打响指：“那请沈奇同学展示一下你的结果。”
将黑板上刚才的潜水艇题擦干净，穆老师有请沈奇上台作答。
沈奇上台，拿根粉笔在黑板上写了起来。
这题的第一步首先要得到激光的频率，根据经典的多普勒效应可得：
ω（1＋vx/c）
其实多普勒本人也不可能意识到，他当年灵光乍现提出的理论效应，在一两百年之后被广泛运用于全世界各个国家、诸多领域。
如今医院里的彩超就是基于多普勒效应，多普勒效应在军事上同样运用广泛，以及原子微观层面。
沈奇命多普勒为先锋官打开一个出口，结合题目设定，多普勒先锋官杀入敌营先搞一波突袭。
如果电子以正速率v朝我们轰来，可以得到一个朝后的运动，整个图形的横向尺寸将按c…v与c的比例缩小。
沈奇取二次导数后可以算出一个电场，当高能电子通过时它们沿前进方向发出辐射，这就是轫致辐射，多普勒先锋官的一波输出到此为止，他完成了沈奇下达的任务。
接下来轮到德布罗意大将军出马。
德布罗意波实际上已经涉及到了初步的量子力学，高中物理课本上并非泛泛而谈，课本上写的是精髓，只不过结论性的描述多，具体解释较少。
沈奇令德布罗意大将军马踏连营，他在黑板上给出原子吸收一个光子的动量为：
h（一竖上面多一横）ω0/c
假设温度为T时，对应的德布罗意波长为：
λ=h（一竖上面多一横）/根号mkT
波数是相位对距离的变化率，频率是相位对时间的变化率，ω和k在一个空间方向上与时间和空间相仿。
朱棣文先生利用三维激光束形成磁光阱将原子囚禁在一个小区域空间中加以冷却，穆老师刚才播放的3D动画简单模拟了这个实验过程，光在三维空间中的传播和原子发生作用，吸收光子后的原子数，及原子每一次吸收和辐射产生的动量浮出水面……沈奇写满了左边的黑板，求解过程接近完成一半。
穆老师不露声色的保持观望状态，台下的林星宇面前摆着沈奇刚才打的草稿。
林星宇低头看看沈奇的草稿，抬头瞅瞅黑板上的求解过程，这不对呀，沈奇打的草稿和他在黑板上写的不一样啊。
林星宇看黑板上的内容，基本上能看懂一大半，再看沈奇的草稿纸，根本看不明白。
因为沈奇在草稿纸上写的都是相对独立的核心步骤，思维跳跃性太强，除了他自己没几个人能读懂他想表达什么意思。
沈奇以核心步骤为纲领，在黑板上展开详细的求解，快了，答案马上就要出来了。
第081章 你也是本大佬的粉丝吗
当光照在电荷上引起电荷振荡时，在光束的方向上产生策动力即辐射压力或光压。
由原子每一次吸收和辐射产生的动量可得：
2＜△p^2＞=2h（一竖上面多一横）^2*ω0^2/c^2
于是在t时间内总的动量变化为：
2＜△p^2＞
故原子的冷却动量变化为：
p0^2=12＜△p^2＞γpm/（2β）=3h（一竖上面多一横）mγ＇2∣δ∣/γ＋γ/2∣δ∣＇/4
光在每秒钟传递的推进动量，等于1/c乘以每秒钟从光所吸收的能量，即光所传递的动量总是为：
……
……
沈奇写满了左边的黑板，右边的黑板也被他写了一小半，粉笔写断一根。
实验室内静可聆针，穆老师和其他队员都在观摩沈奇的表演。
去年沈奇参加数学竞赛时的切身体验是，3级水平打省一级的竞赛是OK的。
6级的数学对较低等级的物理有一定的真实�
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