原題如下……
「在經典的氫原子模型中……
電子圍繞原子核做圓周運動,電子的向心力來自於核電場的作用。閱讀
但是經典的電磁理論講明電子做加速運動會發射電磁波,其發射功率可表示為(拉莫爾公式):P=e^2*a^2/6πc^3E0。
其中a為電子的加速度,c為真空光速,Eo=1/4πk=8、854x10^-12Fm^-1,電子電荷量絕對值e=1、602x10^-l9C。
1:假設不考慮相對論效應,試估量在經典模型中氫原子的壽命τ。(實驗測得氫原子的結合能是E=13、6eV,電子的靜止質量m0=9、109x10^-31kg)。
……
2:魔都光源是近年來建成的第三代同步輻射光源,它的部分工作參數如下……
環內電子能量E=3、50GeV,電子束團流強I=300mA,周長L=432m,單元數(裝有偏轉磁鐵的彎道數量)N=20,偏轉磁鐵磁場的磁感應強度B=1、27T。
試運算該設備平均每個光口的輻射總功率Po。
(在電子接近光速時……
假設動量不變,牛頓第二定律仍舊成立,但拉莫爾公式不再適用。
相應的公式變化為P=(e^2a^2/6πc^3E0)*γ。
其中γ=E/m0c^2,E為電子總能量,m0c^2為電子的靜止能量。)。
……
3:由於儲備環內的電子的速度接近光速,因此同步輻射是一個沿電子軌道的切線方向的光錐,光錐的半頂角為,由此可見電子的能量越高,方向性越好。
試運算:上述設備在輻射方向上某點同意到的單個電子產生的輻射連續時刻△T。
……
……
這就是本次物競壓軸題。
與奧數競賽20分的壓軸題不同,物理競賽的壓軸題占據25分。
第一問占5分。
第二問占10分。
第三問占10分。
然而……
一看見這道題。
付心寒,林淺淺,林羽,蘇陌,葉帆等八人,全都發懵了。
這題很長。
乍一看還真是看不太明白。
不過以付心寒等人的實力,看懂題目不難,但做起來卻頓感壓力山大。
確定這是複賽該出現的題麼?
就算是決賽壓軸題也不過於此啊!
尤其是這個拉莫爾公式。
他們連聽都沒聽過。
雖然還沒開始做。
但總感覺要涼涼的節奏。
次奧!
難搞哦!
「該死的出卷老師!」
「你特麼是故意的吧?」
「明明第一二輪都只是正常的競賽難度,可第三輪卻加大這麼多?」
「之前奧數競賽時也是如此,第三輪壓軸題的難度可謂逆天,幾乎秒殺了所有人,唯有江南那小子除外,但那用的是所謂的S卷,尚情有可原,可這物競又是為啥?」
「莫非物競也有S卷?」
「但即便有S卷,也不可能突然使用啊?」
「奧數使用S卷,是江南那小子公然挑釁方國平教授,這物競又是為什麼?」
「誰挑釁他們呢?」
「還是他們發瘋了,故意刁難?」
「……」
付心寒,林淺淺和林羽等人都把頭髮抓掉了無數,可仍百思不得其解。
現在唯一能做的。
就是全力以赴做題。
可……
前面的題還好說,雖然也難,但以他們的實力,還是搞得定。
但最後這道壓軸題,卻是寸步難行。
如果真要用啥語句來形容的話。
那就是……
這題與之前奧數壓軸題不遑多讓。
也是無解的那種。
即便給他們再多的時間,也頂多做出一小半,上九十分都難,更別說滿分。
嘖嘖!
這打臉打的。
不可謂不快,不可謂不重。
而另一邊。
當江南拿到這份卷子的時候,卻只是淡淡撇了撇嘴,「呵,就這?」
「感覺比第一二輪有意思一些,但也就那樣吧!輕輕鬆鬆100分沒問題。」
「不過……」
「系統任務是99分。」
「先把卷子做完,然後抹掉1分……」
「……」
心動立馬就行動,一拿到卷子,江南就下筆如飛,快速做了起來。
原本他手速就快,上回抽獎得了個單身苟手速*10,那速度就更快了。
即便這是物競第三輪,但他不到五分鐘時間,便直接做到了最後一題。
原題如下……
「在經典的氫原子模型中……
電子圍繞原子核做圓周運動,電子的向心力來自於核電場的作用……」
「……」
「……」
「嗯?」
「這題倒是有點意思。」
「拉莫爾公式雖然沒見過,可具體公式都給出來了,各種數據也有……」
「這不就等於是送分麼?」
「想必……」
「大部分人都會做吧?」
「付心寒,林淺淺那群人號稱是四大名校最頂尖的八大學神,十有八九也會做。」
「可問題是系統任務讓控分99,如果他們都拿了滿分,那該怎麼辦?」
「我之前都把話放出去了,要拿四競第一,如果這輪考輸了,那不就自打自臉了?」
「系統啊系統!」
「你可一定要給力啊!我還是很相信你的,相信99分能得第一。」
「不然的話……
「我會丟臉,你也跑不掉哈!」
「……」
江南暗暗安慰著自己。
隨即開始解題。
「解1:由方程F=ma,a=v^2/r,F=1/4πε0*e^2/r^2,可導出電子的總能量為U=-e^2/8πε0r0。」
「由條件Eh=-13、6eV推導出氫原子的軌道半徑和運動速度分別為……
「r0=5、29x10^-11'm。」
「v0=2、19x10^6m/s。」
「由拉莫爾公式得初始發射功率……」
「……」
「代入數據……」
「得:τ=1、56x10^-11s。」
「……」
「解2:關於高能電子有v=c,E=mc^2,a=v^2/r,F=eBc,F=ma……」
「由以上條件能夠得出電子的偏轉半徑R=E/ecB(6)。」
「……」
「出光口的功率為……」
「P0=Putal/N=2、17x10^4W。
「……」
「解3:在電子軌道上某點的切線方向上的某-一點P處觀看,觀看者只能在……」
「……」
「△T=9、51x10^-20s。」
「……」
sp:過程都精簡了,怕被打,機智如我!