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龚明物理自编习题(4)
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- 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.
- 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.
- 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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