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  • 1 # 科學聯盟

    據我所瞭解的國內物理競賽,是基本不用四大力學。原因在於四大力學是研究不同力學模型的特殊工具。分析力學是四大力學的基礎,其核心是可以尋找決定動力學體系的動力學量。無論是拉格朗日力學還是雅克比-哈密頓力學,都是在尋找這樣的參量。量子力學是將分析力學的找到的動力學量進行量子化,從而獲得量子理論。電動力學是從場的角度去研究經典電磁學,它是場論的基礎。統計力學則是從大量粒子的系統出發,考察兩種相空間的統計規律,是對分析力學、量子力學應用於大量粒子系統的一個擴充套件和補充。而物理競賽則是強調解題方法與解題技巧。求解電磁學用電動力學,不是解不了,而是得到的方程的過程會比直接用電磁學要慢,在一個爭分奪秒的考場上,得到一個動力學方程就比人慢,那還考什麼呢?

    這就是競賽。它畢竟不是專業物理的考試,不是考察理論功底多深厚,它考的是效率和正確率。所以沒事就不要想四大力學如何應用到競賽上。除非競賽本身就是四大力學的競賽。這種競賽估計參加的都是大神,比如求解角動量耦合裡的表象變換,這個估計一般人不看參考資料得推半天,光變換的克拉布什-高登係數就要命。再如,推導電磁輻射的四極輻射功率、求量子躍遷的電四極矩定則、計算非理想氣體的狀態方程、求解含有某種形式微擾的二體問題。這種題目都是一行題目無數行解。

    當然,如果對四大力學很有興趣,可以這樣做。只是強調一句,有一些競賽題用四大力學也解決不了。因為人家考的就不是物理動力學過程,而是對物理基礎知識的掌握情況以及處理問題的能力。這是最具考察力的題目。有一年的大學生部分地區物理競賽就是這樣出的考題。題目考的相對論變換應用到一些實際問題上,難度較大。整道題目根本用不到動力學方程,也就沒有四大力學什麼事情。

  • 2 # 中華保護全球

    當然有用,從方法和思想上都有指導意義。

    就拿高中物理競賽的一種最著名的賽事——國際物理奧林匹克競賽來說吧,每年6月底舉辦一次,第一天考三道理論計算題,中間休息一天,第三天考一至兩道實驗題。競賽題內容包括了整個中學物理的4大部分:力學,電磁學,熱力學和分子物理學,光學及原子和原子核物理學。解題只需用到中等數學而不必用高等數學。

    所考的四大部分內容正好分別對應著四大力學的初步基礎知識。力學,考牛頓三定律,萬有引力,功、功率、機械能,動量、衝量→分析力學;電磁學,考靜電場,電路,磁場,電磁感應,交流電,感測器→電動力學;熱力學和分子物理學→統計力學;光學及原子和核物理學→量子力學。

    如果考生學了這四大力學,就能居高臨下解決所考的問題了,再加上賽前的集中訓練,就像高中生去做小學一年級的數學題,可輕鬆考滿分。當然,這有點殺雞用牛刀了。

  • 3 # 低熵製造機

    首先,全國高中物理競賽的大綱主要包括:

    力學: 運動學 牛頓運動定律 力學中常見的幾種力 物體的平衡 動量 機械能 流體靜力學 振動

    電學:靜電場 穩恆電流 物質的導電性 磁場 電磁感應 交流電 電磁震盪和電磁波

    熱學:分子動理論 熱力學第一定律 熱力學第二定律 氣體的性質 液體的性質 固體的性質 物態變化 熱傳遞的方式 熱膨脹

    光學:幾何光學 波動光學 光的本性

    近代物理:原子結構 原子核 不確定關係 實物粒子的波粒二象性 狹義相對論 愛因斯坦假設 時間和長度的關係 相對論效應 太陽系 銀河系 宇宙和黑洞的初步知識

    其它方面:物理知識在各方面的應用。對自然界、生產和日常生活中一些物理現象的解釋 近代物理的一些重大成果和現代的一些重大訊息, 一些有重要貢獻的物理學家的姓名和他們的主要貢獻

    從一個過來人的角度來看,這個大綱基本上就是一一對應了普通本科物理系的普通物理學五門課:力學,熱力學,電磁學,光學和原子物理學。所以大綱是不要求物理系更高階的四大力學的(分別是理論力學,熱力學與統計物理,量子力學,電動力學)。

    從大綱出題人的初衷來看,這個競賽本身結合我國中學生的實際情況,主要強調的是選手的思辨能力及運用物理學思維解決實際問題的能力,並沒有特別強調物理知識的豐富程度。所以本科高年級的四大力學原則上並不在出題範圍之內。

    那看四大力學對物理競賽有幫助嗎?這個就因人而異了。我相信,對絕大多數人來說,看四大力學是費力不討好的,內力不足很容易白白耗費大量時間最後還走火入魔。不如靜下心來好好做做高中物理競賽的習題冊已經物理系的普通物理學教科書。

    但是對於那些天賦優異,已經把普通物理學學得很好的高中生(起碼能拿省級排名)。看四大力學當然是有幫助的。四大力學的難度高一個層次,思想整體高一個層次。對物理學這個科學的理解會深入得多。學會了四大力學,普通物理學就可以吊打了。不過學會四大力學這件事,我感覺很多物理系本科生畢業也不一定能做到吧。

  • 4 # 平方反比定律

    四大力學就是《理論力學》、《電動力學》、《量子力學》和《熱力學、統計物理》。除了量子力學都學過,這如果是為了高中物理競賽的話,需要用到高等數學和線性代數還有機率論,有基礎的可以自學其中三門,理論力學還是很簡單的,量子力學就不要碰了,不自量力就是說不要自學量子力學。

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