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她猛地低头,重新审视图示。
题目虽然没有明确说明,但给出的导体回路似乎可以被近似分解为一个矩形和一个半圆环的拼接,连接点恰好是题目中特别标注出的、接入测量仪表的点。
这个“近似分解”
大胆且冒险,但若成立,计算量将大大简化。
这就是“巧”
?这就是“胆”
?
她没有时间犹豫。
基于这个近似分解的假设,她快速为两个假想的子回路分别计算磁通变化率和感应电动势,然后根据连接关系(串联?并联?)进行合成。
推导过程比之前简洁流畅得多,虽然引入了近似,但每一步的物理图像都非常清晰。
最后算出的结果,是一个简洁的表达式。
她没有把握这一定是正确答案。
但这是一种基于物理洞察的、主动选择的解题策略,而不是被困在死胡同里徒劳挣扎。
她将这个过程尽可能清晰地写在答题卡上,并备注了“近似分解”
的假设及其合理性简述。
然后,毫不犹豫地进入下一题。
时间一分一秒地流逝。
汗水浸湿了她额前的碎发,握笔的手指因为持续用力而有些僵硬。
但她的大脑却像一台过热的引擎,在极限负荷下反而运转得越来越快,越来越专注。
谢榆笔记里那些拓展的知识点、郑老师强调的思维方式、自己数月来在题海中的挣扎与感悟,在此刻仿佛融会贯通,化为了某种本能的反应。
遇到陌生模型(如那道能带理论题),她不再恐慌,而是迅速抓住题目中给出的简化假设和关键参数,尝试用已学的量子力学初步和固体物理概念去类比、去构建最简化的物理图像,然后进行定性或半定量的分析。
不求完美,但求抓住核心,拿到尽可能多的步骤分。
最后十五分钟提示铃响起时,她正在攻克最后一道大题的第二问。
这是一道纯粹的、开放性的设计题,要求基于给定的简化能带模型,“设计”
一个理论实验来探测某种准粒子的存在,并说明原理。
这完全超出了高中范围,更像大学研究性学习的题目。
林良友看着题目,忽然想起了谢榆发来的那份关于“非线性动力学”
的文献摘要,想起了那些她半懂不懂的术语和模型。
也想起了谢榆在IPhO选拔中,需要面对的,恐怕正是这种乃至更甚的、探索未知边界的问题。
她没有时间去细究那些高深的理论。
但“设计实验”
的思路,却让她灵光一闪。
她回忆起初赛前,谢榆给她讲解物理思想时,曾随手画过的、关于如何验证某种理论预言的“思想实验”
草图。
核心在于:抓住待探测对象的关键特征,设计一个能将这些特征放大或转化为可观测效应的情境。
基于题目给出的、极度简化的能带模型,她脑海中迅速勾勒出一个同样极度简化的“思想实验”
:利用模型预言的特殊能带结构会导致电子在特定条件下的异常输运行为(比如某方向电阻突变或出现量子振荡),那么,在假设的、理想的材料中,施加不同的外场(电场、磁场、压力),测量其电阻率或霍尔系数的变化,观察是否出现模型预言的特征信号,从而间接推断该准粒子的存在与否。
她将这个粗糙的想法,用尽可能清晰的物理语言和示意图(画了简单的能带图和实验装置示意图)表述在答题卡上。
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