紧接着多媒体音箱发出物体凝固的声效，代表钠原子的红色小球逐渐变色。

    红色小球的颜色越来越淡，最后变为淡蓝色。

    动画演示到此结束。

    曹布拉开窗帘，让外面的光线透进来。

    “刚才我向大家演示的是什么，大家知道吗？”

    教室里除了一个人之外，众人纷纷摇头。

    曹布也不卖关子，“我向大家演绎的是原子的激光冷却，激光冷却是一种用于降低原子或分子运动速度，使其接近绝对零度的技术。

    其原理基于光子与原子的相互作用，通过吸收和自发辐射的过程实现动能的减少。”

    “在物理学中，利用激光冷却技术可以研究量子力学和基本物理学问题；

    在化学中可以研究分子结构和反应动力学；

    在生物学中用于研究生物大分子的结构和动态过程，以及在细胞内物质的运输和定位等等。”

    “这项技术在世界上只有少数国家掌握。

    美丽国处于领先地位，我们华国也在这项技术上取得了显着成效。

    华人科学家朱棣文就因在这项技术发展方面的开创性贡献，荣获了97年的诺贝尔物理学奖，聘为中科院外籍院士。”

    曹布向底下的同学科普完，又重新将这个实验回放了一遍。

    他按下暂停键。

    说道，“那么在典型的激光冷却实验中，钠原子（na）从温度( t_1) 被冷却到温度( t_2)。”

    “已知初始温度( t_1=300) k，最终冷却后的温度( t_2=50) k。”

    “假设每个钠原子在冷却过程中平均吸收了( n=10^6) 个光子，每个光子的能量为( e_{\gamma}=5.0times10^{-22}) j。

    1. 计算单个钠原子在冷却过程中吸收的总能量。

    2. 解释为什么随着激光频率的调整，钠原子的冷却效果会有所改变？

    3. 在上述情景下，估算钠原子的初始动能和冷却后的动能，并解释这些能量变化对应的物理意义。”

    啊？

    啊啊？

    竞赛组的成员个个目瞪口呆。

    不是吧老师。

    刚才还是物理竞赛初级的难度。

    现在直接飙升到了诺贝尔物理学奖层次。

    就跟闯关打怪兽一样。

    前面还是跟自己势均力敌的9级野怪，哐的一下，来了个99级的大boss。

    谁能遭得住啊。

    “老师这种地我们之前也没做过呀。”

    “对啊，这激光冷却技术看着好高端啊，是国内现在顶尖的高科技技术水准了吧。”

    “岂能是我们小小高中生能解决的问题？”

    下面的同学插科打诨，有鼻子有眼说的头头是道。

    曹布没有因为他们捣乱课堂纪律而生气，而是说道，“竞赛题做的就是你没做过的题。”

    这让人无法反驳。

    好吧，既然老师都这么说了，他们暂且试试看。

    大家重新掏出草稿纸和笔。

    在场的所有人开始抓耳挠腮的研究这道题，唯有薄钰气定神闲。

    倒不是说这道题简单，薄钰一眼就能看出答案。

    他此时是正在心里打腹稿。

    这道题乍一看无比高端，还涉及到了现代科技领先技术水准。

    什么激光发射器，什么原子囚禁等等。

    归根结底，原子激光的冷却实验是对多普勒，德布罗意等人假设的验证。

    在高中物理课本里，高中生都学过多普勒效应和德布罗意波。

    以及光的波粒二像性、玻尔能级模型、α粒子轰击、原子电子基础理论和能量守恒等知识点。

    当然，这些都是高中课本里最难的一部分内容。

    薄钰经过金秋营一个月系统化的培训了大学物理后，他理解起来的障碍相对较小。

    数学如果没有了公式定理，则束手无策。

    但物理不同，物理是是理解程度上的递进，是循序渐进的过程。

    时嘉平理不出头绪。

    回头偷偷观察，发现大家都跟他一样。

    拿着笔也完全写不出个一二三来。

    唯有他身边的薄钰学长，修长的手指在无声的轻点桌面。

    他发现薄钰学长不是胡乱的在点桌面。

    因为对方在点桌面时，视线并不在那里。

    这说明对方此时正在思考。

    并且思考的过程很顺利。

    时嘉平憋了好一会儿，终于忍不住好奇心，问道：“学长，你是算出来了吗。”

    “借个笔和纸吧。”

    时嘉平闻言，立刻将手上的笔和草稿纸递了过去。

    薄钰拿过笔，在草稿纸上浅浅写下一个符号公式。

    时嘉平在心里默读。

    e=ne。

    时嘉平在揣测这个公式的含义。

    却发现对方在写完这个符号公式之后就没了下文。

    之后另起一行，写了一句话。

    “频率与吸收频率相匹配才能有效地被吸收。”

    so？

    频率才能猜出来是激光频率。

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    吸收频率是什么？

    谁的吸收频率？

    是钠原子的吗。

    应该是钠原子的吧。

    时嘉平发现大神的草稿纸，即便看了，也是一连三个问号。

    因为跳跃性太大。

    完全看！不！懂！

    之后第三问要估算钠原子的初始动能和冷却后的动能。

    时嘉平发现，薄钰学长依旧是写了两个公式上去，没了后文。

    没了？！！！

    “学长，是计算出来了吗？”

    “嗯，差不多。”

    薄钰学长轻描淡写的回应，让时嘉平道心破碎。

    他问道，“ e=ne是什么意思？”

    薄钰解释道，“单个钠原子在冷却过程中，吸收的总能量为其吸收的光子数量乘以每个光子的能量。”

    时嘉平如醍醐灌顶。

    小小的公式果然内含玄机。

    学长不是瞎写的！

    时嘉平又问，“频率与吸收频率是指。”

    “频率是激光频率，吸收频率指的是钠原子的吸收频率。”

    果然！

    时嘉平终于欣慰了一把。

    因为他猜对了。

    薄钰学长的意思是激光的频率必须与钠原子的吸收频率相匹配才能有效地被吸收。

    后面的话时嘉平很快就能补全。

    如果激光的频率偏离了钠原子的自然共振频率！

    光子的吸收效率会下降！

    导致冷却效果减弱！

    因此，通过精细调节激光的频率，可以优化光子的吸收效率，达到更好的冷却效果！

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