高中物理竞赛的知识可深可浅,一方面取决于辅导老师,一方面取决于你自己,传统的竞赛辅导书比如张大同,或者舒幼生写的,内容就是那样的,比如讲讲镜像电荷,再讲讲非惯性参考系,然后搞点戴维南定理,这些知识都不超过大学2年级的水平,属于比较正统的写法。
而如果你完全发挥出来,则可以学得更多,毕竟竞赛这个东西,上不封顶。当然像你说的什么微分流形,那基本是要学广义相对论的时候才需要在物理这个学科中用到,这个是完全脱离了高中物理竞赛的范畴,我还没见过那个高中生的物理竞赛是要考广义相对论的。
但是,一般好的竞赛辅导应该是要学变分原理的,尤其是欧拉——拉格朗日方程。目前国内的竞赛,除了奥赛比较传统,还有开放性比较大的物理竞赛,那就是丘赛。我个人认为丘成桐科学竞赛的题目更加开放,可以做到博士研究生甚至教授的水平,是深不可测的。前几天,我也客串参与了浙江的几个参加丘赛的中学生的指导,我就给他们讲了用欧拉——拉格朗日方程求解曲面上的悬链线方程,以及悬链线相关的极小曲面问题,我还引导他们去看看调和映射。这些东西当然已经很深了,这也许就是你问的这个竞赛可以深到什么程度。总之,可以非常深,我见过很多参加青少年科技创新大赛的中学生,很多都搞量子霍尔效应的实验,或者空气动力学与飞机外形的设计这类的东西,这些都是教授级的水平。现在的中学生,完全是开挂的,水平高的人多得是,在竞赛这个行业里,没有最高,只有更高。
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