氫原子為何擁有內(nèi)稟磁矩?它的第三個量子數(shù)為何又被稱為磁量子數(shù)?量子力學(xué)的結(jié)果和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)果之間有對應(yīng)的關(guān)系嗎?4月7日12時,《張朝陽的物理課》第135期開播,搜狐創(chuàng)始人、董事局主席兼CEO張朝陽坐鎮(zhèn)搜狐視頻直播間,首先回顧了概率流的定義和氫原子能級的計算,然后詳細(xì)討論了氫原子定態(tài)中的環(huán)繞z軸概率流密度,并計算了由其誘導(dǎo)出的磁矩的大小。這個磁矩即氫原子內(nèi)稟的軌道磁矩,可以看到,這樣一個基于量子力學(xué)的結(jié)果和完全基于經(jīng)典力學(xué)的玻爾模型得到的結(jié)果是一致的。

在直播課上,張朝陽首先回顧了概率密度和概率流的定義,以及氫原子能量本征值和本征態(tài)的計算。緊接著,張朝陽計算了氫原子能量本征態(tài)對應(yīng)的概率流,發(fā)現(xiàn)它是一個繞z軸旋轉(zhuǎn)的環(huán)流。由于這個環(huán)流帶有電荷,它將誘導(dǎo)出z軸方向的磁矩,即是氫原子內(nèi)稟的軌道磁矩。這個磁矩的大小可以通過精細(xì)計算得出,發(fā)現(xiàn)其正比于氫原子的磁量子數(shù),這也是后者名稱的來源。
此外,張朝陽還從氫原子的玻爾模型出發(fā),利用經(jīng)典力學(xué)計算了電子繞原子核旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磁矩,發(fā)現(xiàn)和量子力學(xué)的結(jié)果在形式上是一致的。兩種方法的對照,說明經(jīng)典力學(xué)與量子力學(xué)之間有天然的對應(yīng)關(guān)系,一個良好的經(jīng)典模型應(yīng)該能給出自洽的好結(jié)果,同時可以為量子力學(xué)描述的物理過程提供形象的解釋,加深我們對量子力學(xué)的理解。
截至目前,《張朝陽的物理課》已直播一百余期,內(nèi)容豐富、覆蓋廣泛,理論公式由淺入深、繁簡交融。從去年11月開啟第一節(jié)物理直播課,他先是從經(jīng)典物理學(xué)開始,科普了牛頓運動定律等;而后從經(jīng)典物理的“兩朵烏云”說起,向近現(xiàn)代物理過渡,探討了黑體輻射理論中的維恩公式、普朗克公式等知識。
此后逐步進(jìn)入量子力學(xué)領(lǐng)域,從基礎(chǔ)的薛定諤方程等理論內(nèi)容,到氫原子波函數(shù),再到氣體定容比熱的溫度階梯,并順勢講解了熱力學(xué)定律。接著回到了經(jīng)典物理,推導(dǎo)出飛船運行軌跡,估算太陽的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)以及中子星的自轉(zhuǎn)速度。
隨后講解了陀螺的進(jìn)動,還計算出月球的潮汐高度。緊接著開始介紹狹義相對論的四維語言,并逐步過渡到了電磁學(xué)。之后從阿基米德的浮力定律開始,講解流體力學(xué)最重要的NS方程,以及流體力學(xué)在生活中的應(yīng)用。最近又由熱傳導(dǎo)方程解釋了生活中熱量的傳遞。
《張朝陽的物理課》的直播風(fēng)格獨樹一幟:以演算物理為特色,注重從日?,F(xiàn)象引入,通過一步一步詳盡計算和硬核推導(dǎo),理解自然界的基本規(guī)律。
據(jù)了解,《張朝陽的物理課》于每周周五、周日中午12時在搜狐視頻直播,網(wǎng)友可以在搜狐視頻“關(guān)注流”中搜索“張朝陽”,觀看直播及往期完整視頻回放;關(guān)注“張朝陽的物理課”賬號,查看課程中的“知識點”短視頻;此外,還可以在搜狐新聞APP的“搜狐科技”賬號上,閱覽每期物理課程的詳細(xì)文章。
除了《張朝陽的物理課》外,在直播方面,搜狐視頻正持續(xù)打造知識直播平臺,邀請各個科學(xué)領(lǐng)域的頭部播主入駐,進(jìn)行科普知識直播。在搜狐視頻科學(xué)演講局“了不起的她·三八節(jié)特別版”主題演講中,中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院導(dǎo)航系統(tǒng)部副主任、中國科學(xué)院導(dǎo)航總體部副總工程師徐穎帶你探究“北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是怎么影響我們?nèi)粘I畹?rdquo;;浙江大學(xué)化學(xué)系博士后、蛟龍?zhí)柺孜淮笱笊顫撆茖W(xué)家、自然資源部第二海洋研究所副研究員唐立梅教你“透過巖石看地球”;華中師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、湖北衛(wèi)視《我說國家安全》嘉賓李睿講解“從海洋到陸地,微塑料如何影響你我他?”;科幻作家、童行書院創(chuàng)始人、世界科幻雨果獎得主郝景芳分享“如何做好下一代的科學(xué)啟蒙?”……未來將有更多知識主播入駐搜狐視頻,一同玩轉(zhuǎn)科學(xué),探索不同領(lǐng)域。




川公網(wǎng)安備51010702043654號


