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。
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標系旁边,重新开闢了一块空白区域。
【在电磁场中,带电粒子的哈密顿量为h =(1/(2m))*(p - qa)2+ qφ+ mgz。】
【选取合適的规范。对於沿 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。进一步將重力势能 mgz与电势能 qφ合併: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。】
【....在一个周期內,pz与速度 vz的关係为 pz = m * vz。小球在上下反弹点间速度由 v(z)决定。利用恆定加速度运动学,可以求得:jz =(2√(2m)/(3π))* 4qe *(Δz/2)^(3/2)...】
....
讲台上,韩川沿著哈密顿系统,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著。
教室中鸦雀无声一片寂静,大部分的同学都愣愣的看著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內容和选修书籍,或者是尝试参加过物理竞赛的学霸盯著台上皱著眉头思索著。
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內容,並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。
而在韩川不断书写著解题步骤的时候,讲台上,方剑宇愣愣的看著黑板上的算式眼中满是惊诧和不敢置信。
这道题对於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讚的学生,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),可以將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,他並没有第一时间向方剑宇匯报,而是捏著粉笔头退后了两步,看了一下自己的解题成果。