《张朝阳的物理课》再谈热力学 下节课周五走入线下( 二 )


《张朝阳的物理课》再谈热力学 下节课周五走入线下
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解这个简单的微分方程可以得到这种气体的状态方程:
他提醒网友 , “其中 , α是与T无关的常数 。 ”将这个结果与理想气体状态方程P=NkT"/V对比(T’是理想气体温标的温度) , 可以发现热力学温标T与理想气体温标T"成正比 , 只要把比例系数选为1这两种温标下的温度就一致了 。 张朝阳还特别说明 , 一般要求两种温标在水的三相点处的数值均为273.16即可让比例系数为1 。
另外 , 利用理想气体粒子碰撞容器壁的微观图像 , 可以计算得到单原子理想气体的压强P与内能U的关系P=2/3U/V , 结合能量均分定理可知内能U确实只与温度T’有关 , 符合先前对气体内能性质的要求 , 所以上述关于理想气体温标与热力学温标的一致性的推断是有效的 。
《张朝阳的物理课》再谈热力学 下节课周五走入线下
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(推导理想气体温标与热力学温标的一致性)
“下周五 , 将有重大的、线下的一次物理课 , 依然在中午12点 , 我会讲《相对论》 , 讲质能公式 , 还会有神秘嘉宾加入 。 ”他预告下周五的课程安排 , 同时提醒网友不必来现场 , 可以下载搜狐视频 , 在线看直播 。
《张朝阳的物理课》再谈热力学 下节课周五走入线下】搜狐视频打造知识直播平台
截至目前 , 《张朝阳的物理课》已直播三十多期 。 张朝阳先是从经典物理学开始 , 科普了牛顿运动定律与能量动量守恒;讲解机械振动与波动方程并计算空气中的声速 , 顺便讨论与此相关的理想气体状态方程和能量均分定理 。 尔后从经典物理的“两朵乌云”说起 , 向近现代物理过渡 , 包括由黑体辐射研究引出的维恩、瑞利-金斯、斯特潘、普朗克等系列公式;由电磁学和时空性质引发的相对论议题 , 如洛伦兹变换、尺缩钟慢、质能关系、粒子衰变等 。
此后逐步进入量子力学领域 , 从基础的薛定谔方程、算符对易关系、不确定性原理等理论内容 , 到无限深势阱、氢原子波函数、原子能级与简并等基础模型 , 再到谐振子量子化、分子振转光谱、自由度的冻结、气体定容比热的温度阶梯等更加具体实用的案例 。 内容丰富、覆盖广泛 , 理论公式由浅入深、繁简交融 , 研究对象由小到大、由少到多 , 从单电子原子到多电子原子、多原子分子 , 再到由众多粒子组成的宏观物质 , 实际上已经逐渐进入到统计物理学领域 。 接下来的玻尔兹曼分布、麦克斯韦速度分布律等 , 也就顺势引入 , 顺理成章 。
从三十多期的物理课可以看出 , 《张朝阳的物理课》的直播风格独树一帜——通过观察日常生活现象、用网友比较熟悉的话题来提升兴趣 , 再以公式推导的方式解释其背后的物理原理 , “透过现象看本质” , 进而反过来解决生活中的类似问题 。
张朝阳认为研究自然界是特别有意思的事情 , 他希望物理课的受众能保有好奇心 , “在好奇心驱使下 , 了解自然界的奥秘 , 了解我们在这个世界生存的道理” 。 该课程于每周周五、周日12时在搜狐视频直播 。 同时 , 网友可以在搜狐视频“关注流”中搜索“张朝阳” , 观看往期完整视频回放 。
除《张朝阳的物理课》外 , 搜狐视频也邀请各专业领域头部播主入驻 , 直播科普知识 , 传递价值 。 北京交通大学理学院教师陈征博士玩起了“奇趣的科学实验” , 走进“光的波粒二象性”;康奈尔大学物理化学博士包坤 , 化身“包大人玩科学” , 教普通人看懂2021年诺贝尔奖;还有天体物理博士刘博洋科普“日全食是怎么产生的” , 理论物理博士周思益也开通“弦论世界”直播课等 。 未来还将有更多知识播主入驻 , 一起互动玩转科学 。