固体物理又和化学沾边,带着点物理化学的了不得属性。
物化好讨厌的,学物理的怕它,学化学的也怕。
其实沈奇也有点怵物化,这玩意又物又化,又不物又不化,杀人不偿命,就是要你送命。
这道题,nacl晶体中离子间相互作用能量总和ep已给出。
当r偏离r0时,ep偏离ep0,设偏离量为u。
那么用x表示相对偏移量,要得出u与x的幂级数关系,须做一个泰勒展开,即利用ep在r0处的泰勒展开。
真是折磨人,做个物理题还得会泰勒展开,好在泰勒展开非常简单……沈奇开始在试卷上答题。
u(x)的幂级数表达式为:
u(x)=a0+a1x+a2x^2+a3x^3+……
……
由绝热压缩可知:
1/k=-v(dp/dv)ir=r0
……d^2ep/dv^2=d/dv(dep/dr*dr/dv)=……
最终得:m=9.4;a=1.77;am=2.53x10^-109j*m^9.4
也不知道对不对啊,只能这样了,时间仓促,后面还有五题。沈奇赶紧进入后面题目的答题。
第四题,乍一看稀疏平常,沈奇仔细一思考,卧槽,相当恐怖啊。
“一定量的乙醚封装在玻璃管内,一部分呈液态,另一部分呈气态。”
“管内无其他杂质,若管内体积恰好为这些乙醚的临界体积,那么缓慢加热到临界温度时,因气、液两相不再有差别而使液面消失……”
虽然前三题耗费了不少时间,但在第四题上,沈奇非常谨慎的再次细审一遍题干。
审题到了这里,沈奇生出一种不祥的预感,脊椎骨嗖嗖冒寒气。
又是液体,又是气体,又是临界……
这说明了什么?
这预示着什么?
范德瓦耳斯气体!
毫无疑问,涉及到范氏气体的题目,那肯定是纯粹的物化题了。
怕什么来什么。
是它?
是它!
它不该来。
可它已经来了。
它毕竟还是来了。
沉默,片刻的沉默。
沈奇必须在最短时间内。
解决一个问题。
玻璃管中。
气相和液相的占比。
究竟是多少?
乙醚,无色透明。
却是物化江湖中的夺命之液。
夺命,液体。
杀人无形。
有范德瓦耳斯的地方,就有江湖。
但最危险的不是液体。
而是。
气液共存。
bg和b1。
终于,沈奇动笔了:
取1mol乙醚,随着温度变化,总体积为vk,气相和液相的摩尔分数分别为a(t)、β(t)。
avg+βv1=vk
当温度为t时,饱和蒸气压为p0,由等面积法,得:
∫上vg下v1pdv=p0(vg-v1)
代入积分得:
rtlnvg-b/v1-b-a(1/v1-1/vg)=p0(vg-v1)
……
由范氏方程:
……
Ψ范氏ΦΨ方程卐脑补卍
……
求得:
液相b1=44.1%
气相bg=55.9%
最终,沈奇给出了他的答案,即液相b1和气相bg的占比。
完成了前四题,时间耗费掉2小时。
还剩后四题,沈奇只有1个小时的答题时间。
不是他不努力,这份物竞国决考卷真的很难。
做完5、6、7三道题,留给沈奇的时间只有10分钟了。
就在这时,沈奇前面的选手将文具收拾好,然后举起手来。
对于这种行为,沈奇十分熟悉,他以前经常这么干,提前交卷。
监考老师走到沈奇前面的那位同学身边,轻声询问:“交卷?”
“对。”此选手点点头,他来自物竞强省浙东省的物竞强校苏杭二中。
这位苏杭二中的选手就坐在沈奇前面,沈奇想忽略也忽略不掉呀。
不管是数竞还是物竞,搞学科竞赛的师生都听闻过苏杭二中的大名。
同样是二中,沈奇的南港二中跟人家苏杭二中没法比,人家苏杭二中集团化运作,到处设有分舵,南港二中就那么几亩地,自娱自乐。
“你爱交不交吧,这种玩法我早就玩腻了。”沈奇目送苏杭二中的选手交卷离去,开始审最后一道题。
最后一题不简单呐,将题面仔细读一遍就需要花费几分钟。
“在一次粒子碰撞实验中,观察到一个低速k-介子于一个静止质子p发生相互作用,生成一个π+介子和一个未知的x粒子。”
“已知磁场b的磁感应强度大小为b=1.70wb/m^2,测得π+介子径迹的曲率半径为r1=34.0cm。”
“1.试确定x粒子径迹的曲率半径r2。”
“2.请看下表:
表头分别是:粒子名称、符号、-静质量/mev+、电荷(e)
各行的具体信息是:
正电子,电子;e+,e-;0.511;±1
μ子;μ+,μ-;105.7;±1
π介子;π+,π-;139.6;±1
中子;n;939.6;0
Λ粒子;Λ^0;1115.4;0
负Σ粒子;Σ-;1197.2;-1
中性Ξ粒子;Ξ^0;1314.3;0
……”
粒子列表一共有十几行。
第2问的问题是:“请问x是哪种粒子?”
10分钟,审题加上解答一共10分钟,沈奇只剩10分钟了。
这要换普通人,估计得放弃最后一题的解答了。
但沈奇并没有放弃,仔细审完题之后,他还剩7分钟。
这是道近代物理的题目,解题思路应该是……还特么要啥思路啊,火线时刻局势危急,直接在卷子上撸吧!
沈奇不假思索提笔就撸。
考虑到洛伦兹力,两粒子速度大小和质量保持不变。
由相对论形式的牛顿第二定律:
f=d/dt(mv)
……
π+介子和x粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动,旋转半径为:
r=mv/eb
……
因m1v1=m2v2,且两粒子的电量绝对值相同,故粒子圆形径迹的半径r2与π+介子圆形径迹的半径r1相同。
得r2=r1=34.0cm
沈奇花费3分钟得出第一问的答案,x粒子径迹的曲率半径r2跟π+介子的r1相同,都是34.0cm。
我这解题速度也是没谁了,比粒子的运动速度更快啊……沈奇以光一般的手速完成了第一问。
没办法,人都是被逼出来的,逆境之中也许可以爆发15级的战斗力。
神特么r2等于r1,我自己都不相信这个答案啊……沈奇不信也得信,还剩3分多钟,他必须立即完成第二问,没时间检查第一问的正确性。
第二问要求沈奇判断出x是哪种粒子。
基于第一问求出的x粒子曲率半径r2=r1=34.0cm,沈奇需要进行一些计算才能判断出x是哪种粒子。
第一问的答案要是求错了,第二问必然也错。
无法回头了,没有时间了。
即便第一问求错了,也得硬着头皮错下去!
这是沈学霸最后的倔强。
沈奇再次祭出光一般的手速和强大的数学运算能力,他直接在卷子上计算:
v1=ebr1c/根号m10^2c^2+e^2b^2r1^2=1.6x10^-19x1.7x0.34x……m/s
……
虽然时间紧迫,但沈奇仍按他认为严谨正确的步骤进行推导计算,该写的公式一定要写完整,该使用文字说明的关键步骤一定要写几个字,比如说“代入,得”,这是一位学霸应该具备的基本素养。
代入,得:m20c^2=1196mev
1196mev……沈奇对照卷子上的粒子信息列表,所以x是Σ-粒子?
叮铃铃!
这时交卷铃声响起。
沈奇压着铃声在卷面上写出最后的答案:x是Σ-粒子。
真的是生死时速,物竞版的生死时速。
虽然是仓促交卷,连检查的时间都没有,哪怕是一分钟的检查时都没有,作为一名学霸,也应从容优雅的走出考场,这同样是学霸所需具备的基本素养。
沈奇从容优雅的走出考场,啊,天空中竟飘起了小雨,多么不寻常的一天。
“这次国决理论题拿满分很难了,从初赛到复赛,从复赛到决赛,我参加了三场物竞理论考试,最坏的情况可能是,一次理论考试的满分都拿不到。”沈奇在小雨中漫步,淅淅沥沥。
“沈奇!”忽然身后传来一个呼声,穆蓉手中一把雨伞追了上来。
穆蓉撑着伞,伞底刚好容纳师生二人:“考的如何?”
“我来撑伞吧。”沈奇接过雨伞,他比穆蓉高十几厘米,穆蓉撑着伞费劲儿。
“看样子你很平静。”穆蓉观察着沈奇的神色。
沈奇低吟一句:“竹杖芒鞋轻胜马,谁怕。”
“一蓑烟雨任平生。”穆蓉立即接出下句,然后小心翼翼的询问:“沈学霸,满血复活又能考满分了?”
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