对这样的学生,傅成真是又恨又爱。
这俩孩子自学能力太强了,很多地方一点就通,根本不需要他多加解释。
但给他们俩上的一节课,相当于给本科生上的7、8节课,备课是真的累。
但,哪有老师会不喜欢这样的学生?
可以倾囊相教,就算上课时兴致上来,扯得再远,这两学生都可以跟上。
池远看到教授低头研究教案,也抽空看了看面板:
【物理:291→350】
他算是将物理本科内容融会贯通了,但评分还是卡在了350分。
这说明,剩下的50属于研究生范畴。当然,研究生内容不只50分,只是他之前学得比较广,一些不属于本科的知识也不小心学会了。
英子的进度应该和他差不多。他的学习时间更长,直接追了上去。
他很期待今天傅教授的内容能不能让他突破350。
“傅教授,那我们今天到底学什么?”
英子同样兴致勃勃地看向教授,眼神中充满了对知识的渴望。
“今天是最后一堂课,我们也学着第一节课,教点有意思的东西。”
傅成笑着转头,在黑板上写了一个矩阵。
“我在讲述各类坐标系的时候,就跟你们讲过这个问题。”
“矢量选择坐标系展开,表示成单位矢量*分量的形式后,可以将单位矢量写成行矩阵,分量写成列矩阵,简化计算。”
“还记得我反复强调的矩阵实质吗?”
傅教授很喜欢这玩意,或者说他很喜欢数学方法,所以作为学生,池远和乔英子每天都要听上两遍。
不用思考,他们就异口同声地回答道:
“记得。空间变换,可以实现换坐标系的效果。涉及圆、圆柱、球时,能快速简化运算。”
连每个字都是一样的。
“对,空间变换。今天我们讲一个由矩阵‘空间变换’抽象出来的实例——量纲分析。”
傅成转身在黑板上写下【量纲分析】几个大字。
“量纲分析?”
这种分析方法,在力学本科阶段就会学习,但实际上,他在物理学各个分支甚至是数学都能加以运用。
尤其是对于流力力学、爆炸力学这些力学的科学研究及工科的工程问题分析,不可或缺。
但竞赛题里用处不算多。两个也只是知道最简单的用法。
傅成点了点头:
“这是一个很玄学却很科学的分析方法,你们以后肯定得用到。”
“我相信你们刚学物理的时候,物理老师一定强调过‘计算时要带上单位’。”
“本质上,这也是在强调物理计算中,数字计算是表象,量纲计算是实质。”
池远在学物理的时候,就已经朦朦胧胧地感觉到了,但不知道这原来是也有一套方法,直到接触量纲分析。
举几个量纲的例子:
速度的量纲[v]=[l][t]^(-1),对应单位m/s;
加速度的量纲[a]=[l][t]^(-2),对应单位m/s^2;
有了前人的理论基础,力学中的量纲最终都可以表示为‘[q]=k*[l]^a*[t]^β*[m]^γ’这样的形式。
其中,l表示长度量纲,t表示时间量纲,m表示质量量纲。其余都是系数。
不难看出,量纲其实和单位息息相关。因为单位只有和数字一起用才有意义,不能单独使用,所以才引出量纲这个概念。
傅成转身在黑板上画了一张单摆,指着它说道:
“你们有基础,那我直接举个简单例子——单摆模型。此时,我们需要估计它的单摆周期t。”
随后他笑了笑,“你们俩肯定记得公式,但今天我们就装作不记得,而且要忽略空气阻力。”
池远扯了扯嘴角,因为教授后面一句是看着他说得。
好吧,他建立物理模型时,最喜欢把影响因素考虑完全。
比如估计一般人走路的速度,他就不仅会考虑腿长、重力、空气阻力、地面摩擦力……
然后,他一番计算猛如虎,而乔英子简化计算,最终他们的结果却是一样的。
这点就很气人。
就算他练‘一题多解’,他首先想到的还是会比乔英子复杂。
因此,傅成倒觉得池远适合实验、工程,乔英子适合理论、研究。
“例子总是由易到难,嘿嘿,我劝你们不要小看这些例子,我可能一不小心就讲到什么流体力学去了。”
傅成不怀好意地笑了笑,也算是作为提醒。
教授都这么说了,池远和英子也不敢小瞧这个例子。虽然这不过是大一开始就会学到的简谐运动模型,但讲授的人是谁?
北大物理系教授,还不是主研究而是教学的教授,教学能力杠杠的。
说不定傅成说着说着,就开始推原子弹爆炸当量计算公式了。
“说这个分析方法玄学,便是在这第一步步,‘寻找影响量’,你觉得这个量和结果有关,你就可以算进去。”
“但我们先来简单点的。这三个就是最基础的影响因素。”
【小球质量m】
【线长l】
【重力加速度g】
“然后……很容易得到周期量纲[t]的表达式。”
[t]=k*[m]^a*[l]^β*[g]^γ……(1);
“接着就是影响量的量纲。”
[m]=[m]……(2);