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玻色凝聚体的动量为零,不会违背不确定原理吗?

已有 2799 次阅读 2022-1-6 18:33 |个人分类:大学教育|系统分类:教学心得

不会! 为什么不会?

一,线上线下混合式教学

本学期《热力学统计物理》终于进入最后的复习考试阶段。采用的是线上线下混合式教学。智慧树MOOC,线上33小时,折算成为18课时;线下现场教学,计划30课时,两节课连上中间不休息,实际完成35课时。包含全程旁听生,一共71位同学。授课需要一个教师小组,主讲教师负责线下讲授,和智慧树MOOC上的答疑。

智慧树会记录每位同学的参与提问和互动的情况,并在学期末在总评中给出最高10分的互动分数。智慧树还会对记录每位同学的学习习惯,对坚持常规学习的同学、并完成每章节测试的同学,给予较高的习惯分。这些做法,学生比老师清楚。

智慧树上同学们一共提出了135个问题,有1738次讨论。

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二,玻色凝聚体中每个粒子的动量为零不会违背不确定原理,为什么?

这个问题,在一个QQ小群里,讨论了多个回合,可以重新表述如下。

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尽管答案很简单,却是一个很好的问题。答案已经贴在问题的后面。

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实际上,这不是一个问题,而是一个佯谬。

所谓好问题,就是有张力,能"下崽"!能"下崽"指的是,如果勤快一点深挖下去,可以产生一篇不错的学习心得(论文)。

三,海外讨论

搜索一下海外对这个问题的讨论情况,发现有两条。第一条在著名物理问题讨论网站physics.stackexchange上。问题是,玻色-爱因斯坦凝聚体中的海森堡不确定性

The Heisenberg Uncertainty in Bose Einstein condensates
这个问题贴出来之后已有3年,无人回答。

第二条在英文知乎上。问题是,如何把海森堡不确定性原理应用道玻色-爱因斯坦凝聚体上? 正确答案是?

How does the Heisenberg uncertainty principle apply in the case of a Bose-Einstein condensate? Which is the correct answer?

这个问题贴出来之后已有5年,有两个回答。

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这两个答案,不是学生需要的答案! 也不是我满意的答案!

四,中国大学老师的一个重要而独特的责任是:诱导学生提问

学生一定要有问题,然后学会从这个问题中榨取养。试想,

1,       屈原《天问》是中华文明的基础之一

2,       彭桓武向导师M. Born提出了一个问题,被M. Born直接接受为博士研究生

3,       爱因斯坦向玻尔抛出一个问题(EPR佯谬),导致了“第二次量子革命”

中国大学老师的一个重要而独特的责任是:诱导学生提问,并通过解答一些问题的深入研究而打开一扇人生之门。相信全中国的大学老师,都会有这种时刻:死气沉沉的教室,无人的office hour,没有问题的答疑时间,…。这种无力到恐惧的感觉,不知道你是否曾经有过?  本学期刚开始的时候,发现在这个班上这个问题特别明显!很悲催!原来,2019级大学生是疫情下的第一届大学生。他们进入大学后真正进入学习的时候,居然是网课。至少有一半的同学,没有能力坚持学习从而保证学习的效果。

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尽管如此,湖南大学《热力学统计物理》教学,通过线上线下混合式教学,杀出了一条生路,取得了极好的效果。尽管学生成绩还没有出来,但不妨碍老师自我感觉良好!一个标志是,发现了几个原始问题;和学生一起、或者指导学生,高水平地解决了其中的两个问题,一篇论文已经接受发表!

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