090章 光学和量子论（2 / 2）

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。

物理学烧脑的分支有不少，其中TOP5的肯定有量子物理一席之地。

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。

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。

复赛开局就是两头拦路虎，第二题也不轻松。

首先，沈奇需要从海森堡身上找到灵感。

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。

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。

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。

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。

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。

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r0^2。

这是一个并不复杂的数学运算。

参加物竞复赛的高中生只需知道，r0^2定义为位置坐标不确定量平方（△x）^2、（△y）^2、（△z）^2之和即可。

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。

依葫芦画瓢，沈奇在此态中得到电子动量平方的平均值p0^2。

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。

两个守恒关系都包含发射光子的角频率ω0，它们构成包含ω0的方程组。

由海森堡不确定性原理：

（△x）（△px）≥1/2 ?

（△y）（△py）≥1/2 ?

（△z）（△pz）≥1/2 ?

能量守恒方程可具体表示为：

1/2meve^2+1/2(M+me)v^2+E离=1/2(M+2me)μ^2+E’离+?ω0

接下来需要实施一波稍显复杂的数学操作，这个操作对沈奇来说不难：

O(∩_∩)O喵o(╥﹏╥)o……

（上面这个式子在word中显示是乱码，脑补吧，作者无能为力）

数学、物理学研究到一定程度在外人看来跟玄学没太大区别。

数学家、物理学家不需用任何文字语言表达思想，他们一言不合就抛出一堆符号，自己看吧，看懂了咱们再说话。

历经一系列的推导演算，沈奇最终得到了Z的值。

Z=4

“这……Z等于4。”沈奇略作思考，在心中默数，氢氦锂铍硼、碳氮氧氟氖……