六十一、学霸的样子 (第2/3页)

  接着就是物理化学两科的试卷，这是班主任刘沙河教授的科目，现在周航终于明白了，物理与化学最后的终点是合二为一的应用科学，怪不得他这个教授能教两门课程。进入中学部三年级起，物理在原来的力学、热血、电磁学、波动光学的基础上加深了理论和实际运用的结合，增添了狭义相对论和量子物理学方面的内容。所谓的量子力学并没啥高大上的东西，无非从原子物理学基础上引申出来的东西，大概内容是：

    一、理解原子的核模型，原子光谱的规律性，玻尔氢原子理论、能级，理解德布罗意假设并能计算波长与频率。

    二、理解实物粒子的波粒二象性，理解不确定性关系，了解电子衍射实验等。

    三、理解波函数及其统计解释，了解薛定谔方程，了解氢原子能量量子化、解动量量子化、空间量子化，了解斯特恩—盖拉赫实验，了解电子自旋及四个量子数等内容。

    四、了解产生激光的基本原理，激光的特性等。

    五、引力波与量子力学概论。

    至于相对论就要多介绍一下：相对论有广义相对论和狭义相对论之分。狭义相对论，是由爱因斯坦在洛仑兹和庞加莱等人的工作基础上，创立的时空理论，是对牛顿时空观的拓展和修正。爱因斯坦以光速不变原理出发，建立了新的时空观。进一步，闵科夫斯基为了狭义相对论提供了严格的数学基础，从而将该理论纳入到带有闵科夫斯基度量的四维空间的几何结构中。

    牛顿力学是狭义相对论在低速情况下的近似，伽利略变换与电磁学理论的不自洽。到十九世纪末，以麦克斯韦方程组为核心的经典电磁理论的正确性，已被大量实验所证实；但麦克斯韦方程组在经典力学的伽利略变换下，不具有协变性。而经典力学中的相对性原理则要求，一切物理规律在伽利略变换下都具有协变。在这样的背景下，才有了狭义相对论的产生，即时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。

    由线性代数定理，保模长的变换必然是保内积的，保内积的变换必然是一个正交变换，变换矩阵必然是一个正交矩阵，也就是一个满足：

    aa‘=a‘a=i

    的矩阵，其中‘表示求转置。

    故一般的洛伦茨变换表达式为：

    x‘=ax,aa‘=a‘a=i

    其中，同一事件在k‘系中的坐标写成列向量的形式记作x‘，k中相应就为x。

    可以看出，三维语言中众所周知的洛伦茨变换是上式的沿z轴参照系变换特例。而且，上式不仅包括参照系变换，还可包括空间坐标系的转动，应用范围远大于通常的洛伦茨变换。

    任意一个粒子经历的各个时空点在四维时空中连成一条曲线，称作“世界线”。

    由于相对论认为粒子的速度不能超过光速，使用四维语言说就是，认为“世界线的任意微小弧长必须是类时或类光间隔”。可以证明，世界线的弧长正比于粒子坐标系下的时间，称这时间为“固有时间”，记作t。容易看出这个量是参照系不变的，则可以定义该粒子世界线上每一点的：

    四维矢量：（注：γ=1/sq

    ，下式中dt=γdt）

    令

    =则将v=d

    /dt中的dt替换为dt，v=d

    /dt称四维速度。

    则v=γv为三维分量，v为三维速度，icγ为第四维分量。

    四维动量：p=mv==

    四维力：f=dp/dt=γdp/dt=

    四维加速度：w=/dt=

    则f=mdv/dt=mw

    则可以证明以上各量都是参照系协变的矢量，这是与三维语言相比的一大改进。值得指出的是，相对论的“动量守恒”是针对“四维动量”而言的。爱因斯坦的狭义相对论也只是一种假设，并没有完全证明它的正确性，比如周航的乾坤收纳袋怎么解释？但它对现代物理学的发展，有着巨大而不可磨灭的贡献。

    化学考试的内容主要是：化学基础理论知识是化学考核的核心内容之一，从化学的发展史到有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、结构化学都有涉足，强化对化学应用知识的介绍，并尽可能做到理论联系实际。结合材料、能源、环境以及生命等科学中，和许多工程技术中材料的化学问题及化学知识点，力求阐明化学在其中所起的作用，以及与相关学科的关系，比如超导材料、纳米技术、高分子材料等。跟踪化学学科及相关学科的发展趋势，尝试改变和解决化学工业与环境污染相悖的矛盾，找出一条人类发展与环境保护相融合的可持续发展道路。

    这两份试卷又花了四十分钟时间，接下来周航又做了人体解剖与季节性病变学，中药材采集与制作学，中医理论与实践，针灸与脉理学四科的试卷，然后把笔一扔，说道：“哎呀，累死啦！一上午才做完八个科目的试卷，状态不太好哇！不管了，人是铁，饭是钢，吃饭是第一件大事！下午再来吧。”

    这家伙说完就站起身来，伸腰活血，然后挤开围观的同学们，走出了办公室，往厕所里跑去。

    二班的一个男同学惊呼道：“不会吧，他说饿了，却往厕所跑，什么意思？”

    李媛媛皱了一下眉头，冷冷地望