怎么描述物質(zhì)的擴(kuò)散?對(duì)比熱傳導(dǎo)方程,物質(zhì)的擴(kuò)散方程又會(huì)有什么樣的區(qū)別?如何通過δ函數(shù)和奇延拓的方式得到一維擴(kuò)散方程的解?3月3日12時(shí),《張朝陽(yáng)的物理課》第一百二十六期開播,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,首先帶我們復(fù)習(xí)了前面課程中提到的熱傳導(dǎo)方程的建立,隨后通過菲克定律和物質(zhì)守恒定律,建立了擴(kuò)散方程。隨后又通過換元、奇延拓以及引入δ函數(shù)的方式,推導(dǎo)并獲得了一維單向物質(zhì)擴(kuò)散方程的解。

張朝陽(yáng)先回顧了之前課程中講解的利用傅里葉定律和熱力學(xué)第一定律建立的熱傳導(dǎo)方程。隨后用相同的方法,借助菲克定律和物質(zhì)守恒建立了擴(kuò)散方程,發(fā)現(xiàn)擴(kuò)散方程和熱傳導(dǎo)方程具有類似的形式。
接著,為了研究一個(gè)恒定濃度的氧氣從單面擴(kuò)散進(jìn)入氧化鐵的問題(一維單向擴(kuò)散),張朝陽(yáng)使用前面課程中講解過的引入δ函數(shù)并對(duì)全域積分的形式展開了密度函數(shù)。結(jié)合之前課程內(nèi)容可知這是一個(gè)狄利克雷邊界條件,此時(shí)可以使用奇延拓的方法通過換元大幅度化簡(jiǎn)方程的形式。
最后,張朝陽(yáng)利用誤差函數(shù)和余誤差函數(shù)和高斯積分有類似形式的特點(diǎn),將誤差函數(shù)代入結(jié)果中,可以得到一維單向擴(kuò)散中密度函數(shù)的解剛好是初始濃度n0乘以余誤差函數(shù)的形式
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(yùn)動(dòng)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(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。緊接著開始介紹狹義相對(duì)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(yáng)的物理課》的直播風(fēng)格獨(dú)樹一幟:以演算物理為特色,注重從日常現(xiàn)象引入,通過一步一步詳盡計(jì)算和硬核推導(dǎo),理解自然界的基本規(guī)律。
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)文章。
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“科學(xué)的浪漫”公開課中,清華大學(xué)化學(xué)博士、化學(xué)工程師、科普作家孫亞飛帶你探究“中國(guó)媒娥探測(cè)器的材料秘密”;中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心副研究員、中國(guó)科學(xué)院青年促進(jìn)會(huì)會(huì)員、國(guó)際天文學(xué)會(huì)會(huì)員陳江教會(huì)你“古人如何準(zhǔn)確測(cè)算重要節(jié)日時(shí)間”;天文科普播主、科學(xué)隊(duì)長(zhǎng)聯(lián)合創(chuàng)始人魏朝博講解“月球?qū)τ谌祟惖囊饬x”;北京師范大學(xué)系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院副教授、博士生導(dǎo)師崔曉華分享“天體運(yùn)動(dòng)如何變軌”……未來將有更多知識(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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