张朝阳硬核推导狭义相对论E=mc2:六块黑板写不下
3月11日,《張朝陽(yáng)的物理課》線下“新春第一課”首次開講,搜狐創(chuàng)始人、董事局主席兼CEO張朝陽(yáng)與來(lái)自北京各高校的物理學(xué)子及物理愛好者們一起探討物理奧秘。
“這個(gè)活動(dòng)是非常獨(dú)特的。”張朝陽(yáng)開場(chǎng)說(shuō)道,“物理課我在線上已經(jīng)完成三十講了,覆蓋了很多話題,今天別開生面,第一次走到線下。”
隨后,張朝陽(yáng)又與現(xiàn)場(chǎng)同學(xué)討論了此前直播課的相關(guān)問(wèn)題,如薛定諤如何猜出薛定諤方程,如何用不確定性原理估算氫原子半徑等。
此外,人大附中物理教師、科普視頻創(chuàng)作者李永樂(lè)也作為嘉賓現(xiàn)身課堂,與大家進(jìn)行了互動(dòng)交流。
在這次線下“新春第一課”,張朝陽(yáng)重點(diǎn)講解了狹義相對(duì)論中最著名的方程E=mc2,并結(jié)合案例加以解釋。
實(shí)際上,這個(gè)小小的公式蘊(yùn)藏了巨大的能量,可以把一丁點(diǎn)兒的質(zhì)量放大成巨大的能量,甚至原子彈、氫彈、太陽(yáng)的能量都與此有關(guān)。
張朝陽(yáng)表示:“所以這個(gè)公式非常重要,與每個(gè)人的生活息息相關(guān)。”
“我的課比較強(qiáng)調(diào)硬核推導(dǎo)。”張朝陽(yáng)在介紹理解狹義相對(duì)論時(shí)表示,必須先了解光速的特殊性。他先從麥克斯韋方程組導(dǎo)出的電磁波方程入手,指出光速與參考系無(wú)關(guān)這一反直覺的論述。
他從光速不變出發(fā),推導(dǎo)出時(shí)間膨脹效應(yīng),即運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘相對(duì)于靜止的時(shí)鐘流逝較慢,說(shuō)明此時(shí)時(shí)間與空間不再獨(dú)立。
截至目前,《張朝陽(yáng)的物理課》已直播三十多期。
從去年11月開啟第一節(jié)物理直播課,張朝陽(yáng)從經(jīng)典物理學(xué)開始,科普了牛頓運(yùn)動(dòng)定律與能量動(dòng)量守恒原理等,再到經(jīng)典物理的“兩朵烏云”,向近現(xiàn)代物理過(guò)渡,探討了由黑體輻射研究引出的維恩、瑞利-金斯、斯特潘、普朗克等系列公式。
此后,張朝陽(yáng)物理課程逐步進(jìn)入量子力學(xué)領(lǐng)域,從基礎(chǔ)的薛定諤方程、算符對(duì)易關(guān)系等理論內(nèi)容,到無(wú)限深勢(shì)阱、氫原子波函數(shù),再到諧振子量子化、氣體定容比熱的溫度階梯等更加具體實(shí)用的案例。
“在好奇心的驅(qū)使下,了解自然界的奧秘、了解我們?cè)谶@個(gè)世界生存的道理。”張朝陽(yáng)說(shuō)道。
總結(jié)
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