Zack00 作品

第229章 教授的赞叹!这篇论文可以发表了!

夜,静悄悄的。~x`w′d+s*c-.?c?o¢m*

燕京大学物理学院的办公楼里,大部分办公室的灯光早已熄灭,唯有三楼尽头的一间,依旧亮着温暖的橘黄色光芒。

这间办公室的主人,正是令无数物理学院学子闻风丧胆的“灭绝师太”——赵兰君教授。

此刻,赵兰君正端坐在书桌后,戴着一副金丝眼镜,神情专注地批改着《电磁学》的随堂测验答卷。桌面上,已经批改完毕的答卷堆成了两摞,一摞是勉强及格或略高于及格线的,另一摞则是惨不忍睹的“阵亡将士纪念碑”,红色的叉叉和圈圈在试卷上格外醒目。

赵兰君的眉头,从开始批改到现在,就没怎么舒展开过。

“这帮学生,基础还是太薄弱了!麦克斯韦方程组的基本形式都写不全,还谈什么理解和应用?”

“这道拉普拉斯方程的边界条件处理,简直是一塌糊涂!分离变量法都用到姥姥家去了,还是没找到正确的本征函数!”

“还有这个磁场的计算,矢量运算的错误层出不穷,看得我血压都要升高了!”

赵兰君一边批改,一边在心中无声地吐槽。她对这届强基班学生的整体表现,可以说是相当失望。想当年她读大学的时候,哪有这么多花里胡哨的娱乐活动,大家一门心思都扑在学习上,对知识的渴望和钻研精神,比现在的学生强了不止一个档次。

她拿起一份新的答卷,习惯性地看了一眼名字——秦风。

“嗯?就是那个提前半个小时交卷的小子?”赵兰君的眉头微微挑了一下,心中闪过一丝不易察觉的好奇。

对于秦风,她自然是有所耳闻的。开学摸底考的物理满分,钱为民教授公开课上的“惊人之语”,以及钱老那句“妖孽”的评价,早已在物理学院教师圈子里传开了。

不过,赵兰君向来治学严谨,不偏听偏信。在她看来,一个大一新生,就算再聪明,知识的积累和思维的深度也是有限的。钱老或许是爱才心切,有些夸大其词了。

“我倒要看看,这份提前交卷的答卷,到底有几分成色。”赵兰君扶了扶眼镜,开始仔细审阅。

首先映入眼帘的,是那如同印刷体一般工整清晰的字迹,以及排版有序、逻辑分明的答题步骤。单是这份卷面,就足以让赵兰君在心中给出一个不错的印象分。

“态度倒是很端正。”她微微颔首,开始看第一道题的解答。

第一题是计算一个不规则带电体在空间某点的电场强度。这道题的难点在于积分的复杂性和对电荷分布对称性的判断。

大部分学生的解法,都是老老实实地选择一个微元,然后进行三重积分,结果往往因为计算能力不足或者积分区域选择不当而错误百出。·珊-芭~墈\书*徃· ^嶵′薪,蟑′节.埂′欣.筷_

然而,秦风的解法,却让赵兰君眼前一亮!

“多极展开?格林函数?”赵兰君的镜片后的目光微微一凝。

秦风并没有采用最直接但也最繁琐的积分法,而是巧妙地运用了多极展开的思想,将不规则带电体的电场等效为一系列点电荷、电偶极子、电四极子等电场的叠加,并通过格林函数进行求解。整个过程,思路清晰,计算简洁,结果准确无误!

“这……这小子,对多极展开的理解,竟然如此透彻?这可不是普通大一新生能掌握的技巧!”赵兰君心中暗暗吃惊。多极展开虽然在本科教材中有所提及,但通常只是作为概念介绍,很少有学生能真正理解并灵活运用于解题。

她深吸一口气,继续看第二题。

第二题是求解一个具有混合边界条件的拉普拉斯方程。这道题的难度比第一题有过之而无不及,很多研究生在处理这类问题时都会感到棘手。

当赵兰君看到秦风在答卷上赫然写出“采用保角变换”几个字时,她的手不由得微微一顿!

“保角变换?!”她几乎要怀疑自己的眼睛了!

这可是复变函数理论中相当高阶的内容,通常是研究生阶段的《数学物理方法》才会重点讲解和应用的!一个大一新生,竟然在《电磁学》的随堂测验中,就用上了这种“大杀器”?!

她仔细地看下去,只见秦风熟练地运用柯西-黎曼方程,构造出合适的解析函数,将复杂的不规则边界,通过一系列精妙的变换,映射到简单的圆形或半平面区域,然后再利用镜像法和分离变量法轻松求解。

整个推导过程,行云流水,无懈可击!甚至,秦风还在注释中,简要提及了变换过程中可能出现的多值函数问题,并暗示了可以用黎曼面的概念来处理。

“嘶——!”赵兰君忍不住倒吸了一口凉气。

这……这已经不是“优秀”可以形容的了!这是“妖孽”!钱为民那个老家伙,这次还真没看走眼!

她的表情变得越来越凝重,或者说,是越来越兴奋!她感觉自己不像是在批改一份大一新生的测验答卷,而像是在审阅一篇来自某个青年学者的学

术论文!

第三题,关于复杂载流导线产生的磁场分布。

,!

秦风再次展现了他那超越年龄的深厚功底。他并没有像其他学生那样,一上来就埋头苦算毕奥-萨伐尔定律的积分,而是敏锐地洞察到,可以引入“磁矢势”的概念,先求解磁矢势,再通过旋度运算得到磁感应强度,从而大大简化计算的复杂度。

“磁矢势……这小子,连电动力学的内容都提前预习到这种程度了吗?”赵兰君感觉自己的心脏跳得有些快。_s?j·k~s*a/p,p~.?c*o?m-

更让她拍案叫绝的是,秦风在求解出磁场后,还对题目中一个看似不起眼的电流分布的对称性进行了深入分析,并给出了其在远场近似下可以等效为一个磁偶极子的结论,甚至还写出了磁偶极矩的表达式!

这种对物理本质的深刻洞察力,以及将复杂问题简化的能力,简直不像一个刚学了一个月电磁学的新生!

第四题,rlc电路的暂态过程分析。

当看到秦风熟练地运用拉普拉斯变换,将时域的微分方程转换到复频域进行求解,并且在得到结果后,还详细分析了不同阻尼情况下电路的响应特性,甚至画出了清晰的波形示意图,并提及了工程应用中的优化问题时,赵兰君已经不知道该用什么词语来形容自己此刻的心情了。

震撼?惊喜?还是……难以置信?

或许都有。

她感觉自己批改的不是一份考卷,而是一份小型研究报告!其思路之开阔,论证之严谨,已经完全超出了本科教学大纲的要求!

终于,赵兰君的目光落在了最后一题,那道被所有学生视为“地狱级难度”的关于电磁波在导电介质中传播与衰减的综合大题。

当她看到秦风不仅完美地推导出了电磁波在良导体和不良导体中的色散关系、衰减系数、趋肤深度等核心内容,甚至还在答卷的末尾,画龙点睛般地引申到了电磁波在等离子体中的传播特性,并准确地写出了等离子体频率的公式,用以解释电磁波的传播与截止条件时……