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龚明物理自编习题(4)

已有 2853 次阅读 2012-10-25 07:37 |系统分类:科研笔记|关键词:学者| 龚明物理习题

  1. 根据最新的物理研究进展, 我将把物理中的一些重要研究内容建华并编写成物理习题. 有兴趣的老师可以把它推荐给你们的学生. 这些习题基于书本知识,但是略高于书本知识, 所以可以大大促进学生对物理学的兴趣. 
  2. 我做这个工作,只希望证明, 物理学前沿并没有那么高深莫测.因此我放弃这些习题的版权,任何人可以传播,出版,修改这里的习题. 如果您出版了我的习题,请在书本中感谢我的努力就可以了.  
  3. 我不提供习题的答案,但是提供习题的解题思路,以及习题的背景, 有些时候会提供部分有价值的参考文献.       
                                                                               龚明

题目:
  
我们的世界由常数决定, 比如Planck常数,光速,精细结构常数等等。 思考这样一个问题: 如果Planck常数增大或者减少一个数量级, 这个世界会变成什么样子, 生物是否还会存在?

背景知识:  
1.  物理中最难以解释的是,为什么这些常数是这个值, 而不是其他值?  这些常数的起源一直是一个谜。
2.  量子力学解释我们周围所有的东西,比如固体,液体,气体, 发光,颜色,半导体,绝缘体,超导体,金属,化合物, 密度等等。如果Planck常数增大或者减少一倍,我们看到的世界是什么样子,生物还会存在吗?

解题思路:  
1.  没有标准答案,这是一个open question.
2.  关于可能的答案,从氢原子的性质开始,  氢原子是让我们理解量子力学的最重要的模型,也是让我们找到这个问题的答案最重要的模型.  有了适当的基础,可以研究固体的能带结构,以及电学,磁学性质,从而找到有趣的答案. 
3.  可以研究可能的化学反应, 其实也是求解量子力学问题,但是比较难.
4.  关于生物是否将存在的问题,其实部分答案是回答哪些东西会是固体,那些是液体,哪些是气体的问题.
 
题目意义:  我相信在以后会有人讨论这个问题,思考这些基本问题,有助于我们理解我们的世界. 通过对这个问题的思考,学生以及老师可以加深对物理学的认识. 


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