第162章 大神的草稿紙
變成男人後我成了全校男神 作者：我不是老阿姨 投票推薦 加入書簽 留言反饋
緊接著多媒體音箱發出物體凝固的聲效，代表鈉原子的紅色小球逐漸變色。
紅色小球的顏色越來越淡，最後變為淡藍色。
動畫演示到此結束。
曹布拉開窗簾，讓外麵的光線透進來。
“剛才我向大家演示的是什麽，大家知道嗎？”
教室裏除了一個人之外，眾人紛紛搖頭。
曹布也不賣關子，“我向大家演繹的是原子的激光冷卻，激光冷卻是一種用於降低原子或分子運動速度，使其接近絕對零度的技術。
其原理基於光子與原子的相互作用，通過吸收和自發輻射的過程實現動能的減少。”
“在物理學中，利用激光冷卻技術可以研究量子力學和基本物理學問題；
在化學中可以研究分子結構和反應動力學；
在生物學中用於研究生物大分子的結構和動態過程，以及在細胞內物質的運輸和定位等等。”
“這項技術在世界上隻有少數國家掌握。
美麗國處於領先地位，我們華國也在這項技術上取得了顯著成效。
華人科學家朱棣文就因在這項技術發展方麵的開創性貢獻，榮獲了97年的諾貝爾物理學獎，聘為中科院外籍院士。”
曹布向底下的同學科普完，又重新將這個實驗回放了一遍。
他按下暫停鍵。
說道，“那麽在典型的激光冷卻實驗中，鈉原子（na）從溫度( t_1) 被冷卻到溫度( t_2)。”
“已知初始溫度( t_1=300) k，最終冷卻後的溫度( t_2=50) k。”
“假設每個鈉原子在冷卻過程中平均吸收了( n=10^6) 個光子，每個光子的能量為( e_{\\gamma}=5.0times10^{-22}) j。
1. 計算單個鈉原子在冷卻過程中吸收的總能量。
2. 解釋為什麽隨著激光頻率的調整，鈉原子的冷卻效果會有所改變？
3. 在上述情景下，估算鈉原子的初始動能和冷卻後的動能，並解釋這些能量變化對應的物理意義。”
啊？
啊啊？
競賽組的成員個個目瞪口呆。
不是吧老師。
剛才還是物理競賽初級的難度。
現在直接飆升到了諾貝爾物理學獎層次。
就跟闖關打怪獸一樣。
前麵還是跟自己勢均力敵的9級野怪，哐的一下，來了個99級的大boss。
誰能遭得住啊。
“老師這種地我們之前也沒做過呀。”
“對啊，這激光冷卻技術看著好高端啊，是國內現在頂尖的高科技技術水準了吧。”
“豈能是我們小小高中生能解決的問題？”
下麵的同學插科打諢，有鼻子有眼說的頭頭是道。
曹布沒有因為他們搗亂課堂紀律而生氣，而是說道，“競賽題做的就是你沒做過的題。”
這讓人無法反駁。
好吧，既然老師都這麽說了，他們暫且試試看。
大家重新掏出草稿紙和筆。
在場的所有人開始抓耳撓腮的研究這道題，唯有薄鈺氣定神閑。
倒不是說這道題簡單，薄鈺一眼就能看出答案。
他此時是正在心裏打腹稿。
這道題乍一看無比高端，還涉及到了現代科技領先技術水準。
什麽激光發射器，什麽原子囚禁等等。
歸根結底，原子激光的冷卻實驗是對多普勒，德布羅意等人假設的驗證。
在高中物理課本裏，高中生都學過多普勒效應和德布羅意波。
以及光的波粒二像性、玻爾能級模型、a粒子轟擊、原子電子基礎理論和能量守恒等知識點。
當然，這些都是高中課本裏最難的一部分內容。
薄鈺經過金秋營一個月係統化的培訓了大學物理後，他理解起來的障礙相對較小。
數學如果沒有了公式定理，則束手無策。
但物理不同，物理是是理解程度上的遞進，是循序漸進的過程。
時嘉平理不出頭緒。
回頭偷偷觀察，發現大家都跟他一樣。
拿著筆也完全寫不出個一二三來。
唯有他身邊的薄鈺學長，修長的手指在無聲的輕點桌麵。
他發現薄鈺學長不是胡亂的在點桌麵。
因為對方在點桌麵時，視線並不在那裏。
這說明對方此時正在思考。
並且思考的過程很順利。
時嘉平憋了好一會兒，終於忍不住好奇心，問道：“學長，你是算出來了嗎。”
“借個筆和紙吧。”
時嘉平聞言，立刻將手上的筆和草稿紙遞了過去。
薄鈺拿過筆，在草稿紙上淺淺寫下一個符號公式。
時嘉平在心裏默讀。
e=ne。
時嘉平在揣測這個公式的含義。
卻發現對方在寫完這個符號公式之後就沒了下文。
之後另起一行，寫了一句話。
“頻率與吸收頻率相匹配才能有效地被吸收。”
so？
頻率才能猜出來是激光頻率。
吸收頻率是什麽？
誰的吸收頻率？
是鈉原子的嗎。
應該是鈉原子的吧。
時嘉平發現大神的草稿紙，即便看了，也是一連三個問號。
因為跳躍性太大。
完全看！不！懂！
之後第三問要估算鈉原子的初始動能和冷卻後的動能。
時嘉平發現，薄鈺學長依舊是寫了兩個公式上去，沒了後文。
沒了？！！！
“學長，是計算出來了嗎？”
“嗯，差不多。”
薄鈺學長輕描淡寫的回應，讓時嘉平道心破碎。
他問道，“ e=ne是什麽意思？”
薄鈺解釋道，“單個鈉原子在冷卻過程中，吸收的總能量為其吸收的光子數量乘以每個光子的能量。”
時嘉平如醍醐灌頂。
小小的公式果然內含玄機。
學長不是瞎寫的！
時嘉平又問，“頻率與吸收頻率是指。”
“頻率是激光頻率，吸收頻率指的是鈉原子的吸收頻率。”
果然！
時嘉平終於欣慰了一把。
因為他猜對了。
薄鈺學長的意思是激光的頻率必須與鈉原子的吸收頻率相匹配才能有效地被吸收。
後麵的話時嘉平很快就能補全。
如果激光的頻率偏離了鈉原子的自然共振頻率！
光子的吸收效率會下降！
導致冷卻效果減弱！
因此，通過精細調節激光的頻率，可以優化光子的吸收效率，達到更好的冷卻效果！
紅色小球的顏色越來越淡，最後變為淡藍色。
動畫演示到此結束。
曹布拉開窗簾，讓外麵的光線透進來。
“剛才我向大家演示的是什麽，大家知道嗎？”
教室裏除了一個人之外，眾人紛紛搖頭。
曹布也不賣關子，“我向大家演繹的是原子的激光冷卻，激光冷卻是一種用於降低原子或分子運動速度，使其接近絕對零度的技術。
其原理基於光子與原子的相互作用，通過吸收和自發輻射的過程實現動能的減少。”
“在物理學中，利用激光冷卻技術可以研究量子力學和基本物理學問題；
在化學中可以研究分子結構和反應動力學；
在生物學中用於研究生物大分子的結構和動態過程，以及在細胞內物質的運輸和定位等等。”
“這項技術在世界上隻有少數國家掌握。
美麗國處於領先地位，我們華國也在這項技術上取得了顯著成效。
華人科學家朱棣文就因在這項技術發展方麵的開創性貢獻，榮獲了97年的諾貝爾物理學獎，聘為中科院外籍院士。”
曹布向底下的同學科普完，又重新將這個實驗回放了一遍。
他按下暫停鍵。
說道，“那麽在典型的激光冷卻實驗中，鈉原子（na）從溫度( t_1) 被冷卻到溫度( t_2)。”
“已知初始溫度( t_1=300) k，最終冷卻後的溫度( t_2=50) k。”
“假設每個鈉原子在冷卻過程中平均吸收了( n=10^6) 個光子，每個光子的能量為( e_{\\gamma}=5.0times10^{-22}) j。
1. 計算單個鈉原子在冷卻過程中吸收的總能量。
2. 解釋為什麽隨著激光頻率的調整，鈉原子的冷卻效果會有所改變？
3. 在上述情景下，估算鈉原子的初始動能和冷卻後的動能，並解釋這些能量變化對應的物理意義。”
啊？
啊啊？
競賽組的成員個個目瞪口呆。
不是吧老師。
剛才還是物理競賽初級的難度。
現在直接飆升到了諾貝爾物理學獎層次。
就跟闖關打怪獸一樣。
前麵還是跟自己勢均力敵的9級野怪，哐的一下，來了個99級的大boss。
誰能遭得住啊。
“老師這種地我們之前也沒做過呀。”
“對啊，這激光冷卻技術看著好高端啊，是國內現在頂尖的高科技技術水準了吧。”
“豈能是我們小小高中生能解決的問題？”
下麵的同學插科打諢，有鼻子有眼說的頭頭是道。
曹布沒有因為他們搗亂課堂紀律而生氣，而是說道，“競賽題做的就是你沒做過的題。”
這讓人無法反駁。
好吧，既然老師都這麽說了，他們暫且試試看。
大家重新掏出草稿紙和筆。
在場的所有人開始抓耳撓腮的研究這道題，唯有薄鈺氣定神閑。
倒不是說這道題簡單，薄鈺一眼就能看出答案。
他此時是正在心裏打腹稿。
這道題乍一看無比高端，還涉及到了現代科技領先技術水準。
什麽激光發射器，什麽原子囚禁等等。
歸根結底，原子激光的冷卻實驗是對多普勒，德布羅意等人假設的驗證。
在高中物理課本裏，高中生都學過多普勒效應和德布羅意波。
以及光的波粒二像性、玻爾能級模型、a粒子轟擊、原子電子基礎理論和能量守恒等知識點。
當然，這些都是高中課本裏最難的一部分內容。
薄鈺經過金秋營一個月係統化的培訓了大學物理後，他理解起來的障礙相對較小。
數學如果沒有了公式定理，則束手無策。
但物理不同，物理是是理解程度上的遞進，是循序漸進的過程。
時嘉平理不出頭緒。
回頭偷偷觀察，發現大家都跟他一樣。
拿著筆也完全寫不出個一二三來。
唯有他身邊的薄鈺學長，修長的手指在無聲的輕點桌麵。
他發現薄鈺學長不是胡亂的在點桌麵。
因為對方在點桌麵時，視線並不在那裏。
這說明對方此時正在思考。
並且思考的過程很順利。
時嘉平憋了好一會兒，終於忍不住好奇心，問道：“學長，你是算出來了嗎。”
“借個筆和紙吧。”
時嘉平聞言，立刻將手上的筆和草稿紙遞了過去。
薄鈺拿過筆，在草稿紙上淺淺寫下一個符號公式。
時嘉平在心裏默讀。
e=ne。
時嘉平在揣測這個公式的含義。
卻發現對方在寫完這個符號公式之後就沒了下文。
之後另起一行，寫了一句話。
“頻率與吸收頻率相匹配才能有效地被吸收。”
so？
頻率才能猜出來是激光頻率。
吸收頻率是什麽？
誰的吸收頻率？
是鈉原子的嗎。
應該是鈉原子的吧。
時嘉平發現大神的草稿紙，即便看了，也是一連三個問號。
因為跳躍性太大。
完全看！不！懂！
之後第三問要估算鈉原子的初始動能和冷卻後的動能。
時嘉平發現，薄鈺學長依舊是寫了兩個公式上去，沒了後文。
沒了？！！！
“學長，是計算出來了嗎？”
“嗯，差不多。”
薄鈺學長輕描淡寫的回應，讓時嘉平道心破碎。
他問道，“ e=ne是什麽意思？”
薄鈺解釋道，“單個鈉原子在冷卻過程中，吸收的總能量為其吸收的光子數量乘以每個光子的能量。”
時嘉平如醍醐灌頂。
小小的公式果然內含玄機。
學長不是瞎寫的！
時嘉平又問，“頻率與吸收頻率是指。”
“頻率是激光頻率，吸收頻率指的是鈉原子的吸收頻率。”
果然！
時嘉平終於欣慰了一把。
因為他猜對了。
薄鈺學長的意思是激光的頻率必須與鈉原子的吸收頻率相匹配才能有效地被吸收。
後麵的話時嘉平很快就能補全。
如果激光的頻率偏離了鈉原子的自然共振頻率！
光子的吸收效率會下降！
導致冷卻效果減弱！
因此，通過精細調節激光的頻率，可以優化光子的吸收效率，達到更好的冷卻效果！