為什么描述物質(zhì)演化的大多都是偏微分方程?怎么定量分析熱量的傳導(dǎo)?2月3日12時(shí),《張朝陽(yáng)的物理課》第一百一十九期開(kāi)播,搜狐創(chuàng)始人、董事局主席兼CEO張朝陽(yáng)坐鎮(zhèn)搜狐視頻直播間,先橫向介紹并對(duì)比了波動(dòng)方程、薛定諤方程、納維-斯托克斯方程等偏微分方程,說(shuō)明了描述集體運(yùn)動(dòng)的方程一般都是偏微分方程,然后介紹了關(guān)于熱傳導(dǎo)的傅里葉定律,緊接著張朝陽(yáng)推導(dǎo)了一維的熱傳導(dǎo)方程,并使用矢量分析將一維熱傳導(dǎo)方程推廣到了三維情形。

課程一開(kāi)始,張朝陽(yáng)給網(wǎng)友們列出了以前物理課介紹過(guò)的各個(gè)偏微分方程,包括一維和三維波動(dòng)方程、薛定諤方程、各種條件下的納維-斯托克斯方程。張朝陽(yáng)給網(wǎng)友們簡(jiǎn)單闡述了為什么物理學(xué)中會(huì)出現(xiàn)這么多偏微分方程——因?yàn)槲锢韺W(xué)中經(jīng)常要研究場(chǎng)隨時(shí)間的演化,而場(chǎng)在數(shù)學(xué)上是一個(gè)依賴(lài)于時(shí)空坐標(biāo)的多元函數(shù),因此它的運(yùn)動(dòng)方程是偏微分方程。
緊接著,張朝陽(yáng)通過(guò)納維-斯托克斯方程的一個(gè)特殊形式說(shuō)明了一類(lèi)偏微分方程的重要性,并以此之處熱傳導(dǎo)方程的形式是一致的。因此,張朝陽(yáng)開(kāi)始介紹起熱傳導(dǎo)的傅里葉定律,并借助微元法推導(dǎo)了一維熱傳導(dǎo)方程,初步表面熱傳導(dǎo)方程的形式與前述特殊情形的納維-斯托克斯方程一致。最后,張朝陽(yáng)借助一些矢量分析的結(jié)論,將一維傅里葉定律推廣到了三維,并以此為基礎(chǔ)推導(dǎo)了三維熱傳導(dǎo)方程,最終表明熱傳導(dǎo)方程的形式與前述特殊情形的納維-斯托克斯方程是一致的。
截至目前,《張朝陽(yáng)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(jiǎn)交融。從去年11月開(kāi)啟第一節(jié)物理直播課,他先是從經(jīng)典物理學(xué)開(kāi)始,科普了牛頓運(yùn)動(dòng)定律等;而后從經(jīng)典物理的“兩朵烏云”說(shuō)起,向近現(xiàn)代物理過(guò)渡,探討了黑體輻射理論中的維恩公式、普朗克公式等知識(shí)。
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(shì)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(yùn)行軌跡,估算太陽(yáng)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(dòng),還計(jì)算出月球的潮汐高度。緊接著介紹狹義相對(duì)論的四維語(yǔ)言,并逐步過(guò)渡到了電動(dòng)力學(xué)。之后進(jìn)一步分析了地球的形變成因以及月球的退行效應(yīng),并轉(zhuǎn)向研究流體力學(xué)領(lǐng)域。
《張朝陽(yáng)的物理課》的直播風(fēng)格獨(dú)樹(shù)一幟:以演算物理為特色,注重從日?,F(xiàn)象引入,通過(guò)一步一步詳盡計(jì)算和硬核推導(dǎo),理解自然界的基本規(guī)律。
作為國(guó)內(nèi)當(dāng)下最熱門(mén)也最硬核的物理知識(shí)科普,張朝陽(yáng)在本次直播課上對(duì)今年賀歲檔熱門(mén)科幻電影《流浪地球2》背后的物理知識(shí)進(jìn)行了推演解析。撇開(kāi)娛樂(lè)性,地球“流浪”方案在科學(xué)的維度靠不靠譜?月球砸向地球危機(jī)的解除方式,是否符合科學(xué)邏輯?張朝陽(yáng)通過(guò)硬核計(jì)算,將影片中大膽、浪漫的科幻設(shè)定,落地到嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)驗(yàn)證中。正是因?yàn)槠湮锢碚n的專(zhuān)業(yè)性與影響力,電影主創(chuàng)郭帆和吳京也來(lái)到直播間,與張朝陽(yáng)連麥,帶來(lái)一場(chǎng)用科學(xué)結(jié)構(gòu)科幻的深度對(duì)談。
據(jù)了解,《張朝陽(yáng)的物理課》于每周周五、周日中午12時(shí)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(yáng)”,觀看直播及往期完整視頻回放;關(guān)注“張朝陽(yáng)的物理課”賬號(hào),查看課程中的“知識(shí)點(diǎn)”短視頻;此外,還可以在搜狐新聞APP的“搜狐科技”賬號(hào)上,閱覽每期物理課程的詳細(xì)推導(dǎo)過(guò)程。
除了《張朝陽(yáng)的物理課》外,在直播方面,搜狐視頻正持續(xù)打造知識(shí)直播平臺(tái),邀請(qǐng)各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的頭部播主入駐,進(jìn)行科普知識(shí)直播。在“歷史其實(shí)很有趣”科學(xué)公開(kāi)課中,南京大學(xué)西方文學(xué)碩士、《中國(guó)國(guó)寶大會(huì)》四強(qiáng)選手、國(guó)學(xué)博主魯韋彤帶你“跟老祖宗學(xué)‘浪漫告白’”;作家、中國(guó)國(guó)家地理專(zhuān)欄作者鄧春海在線科普“古人牙齒保健”;歷史文化學(xué)博士赫老師說(shuō)歷史為你揭曉“古人如何賺錢(qián)理財(cái)”,了解隱士到底有多窮;北京大學(xué)學(xué)士、中國(guó)傳媒大學(xué)博士大錘說(shuō)史分享“沒(méi)暖氣沒(méi)秋褲,古人怎樣過(guò)冬?”……未來(lái)將有更多知識(shí)主播入駐搜狐視頻,一同玩轉(zhuǎn)科學(xué),探索不同領(lǐng)域。




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