1月16日中午12點，《張朝陽的物理課》第20期上線，搜狐創始人、董事長兼首席執行官張朝陽坐在搜狐視頻直播間，繼續學習量子力學。課程中，他帶領網友們回顧了無限深勢阱薛定諤方程的解法，并簡述了解決氫原子問題的意義；介紹了算符對易關系和運算規則，嘗試在三維空間坐標系中應用薛定諤方程，研究氫原子的穩態解并發現新的正則變量，將二體系統轉化為質心運動部分和相對運動部分，為后續課程中解決氫原子問題的知識點和推導做好準備。
“前兩節課我們介紹了量子力學發現的背景，上節課我們正式講了量子力學，對如何解薛定諤方程有了初步的‘領悟’。今天我們‘進入’氫原子，研究氫原子最簡單的狀態。”張朝陽開門見山，“我對氫原子很感興趣，如果搞清楚了氫原子的問題，未來或許一切就都能搞清楚了。”他說，“不過，也不要小看氫原子網校頭條，它太復雜了，根本解不開。”
算符乘法講究交換關系，左右的順序在這里非常重要。
“我們只學了一點量子力學知識，就是來解決最難的氫原子問題的。”為了解決氫原子問題，張朝陽進一步介紹了算子的運算規則和對易關系。
他指出算符是可以相加的，而算符作用于波函數上的和則定義為分別作用于波函數然后相加。加法滿足交換性和結合性高中物理原子結構視頻，與傳統的加法無異，但算符的乘法與傳統的乘法卻有很大不同。算符作用于波函數上的乘積則定義為先作用右邊的算符，再作用左邊的算符。這樣，算符乘積中左邊算符和右邊算符的位置就不能隨意互換，即算符乘積不滿足交換性，這導致量子力學與經典力學的性質有很大不同。為了描述這種乘積階的非交換性，我們引入“對易關系”，將兩個算符乘積的不同階相減。用數學符號具體表示為：
張朝陽具體介紹了算符加法和乘法之間的運算規則以及對易關系，他邊講邊在“直播白板”上推導：
（加法和乘法的換算關系及運算規則）
他指出，只有了解這些算符的運算規則，才有可能順利求解氫原子的薛定諤方程。
雙體系統選擇質心坐標分離變量，反映內部特征
其實，氫原子是由質子和電子組成的，它的薛定諤方程里有描述質子和電子的算符，是一個二體系統。張朝陽給網友們展示了氫原子的薛定諤方程：
張朝陽介紹，氫原子薛定諤方程中雖然將電子和質子的動能項分開，但質子與電子之間的勢能與它們之間的相對距離有關，因此不能簡單地將電子與質子分開，這樣會使方程變得非常復雜。他表示，要解這個方程，需要找到一組新的變量。這組新變量不僅要滿足原來的正則對易關系，還要將復雜的二體薛定諤方程分解為單體薛定諤方程。
張朝陽表示，基于勢能只與電子、質子相對距離有關的性質，可以考慮將電子和質子組成的二體系統分解為相對運動和質心運動，而這組新的變量與原來的質子—電子變量有關。
經過推導，張朝陽帶領網友證明了這組新的變量滿足正則的換向關系。
此外，他們還發現，原來氫原子的穩態薛定諤方程可以用這組新變量重寫。
在這個新形式的哈密頓量中，第一項是關于質心運動的，而第二項和第三項是關于相對運動的，這樣就可以將波函數的質心運動部分和相對運動部分分離出來。
將其代入薛定諤方程，利用分離變量法，可將原二體穩態薛定諤方程分解為質心運動部分和相對運動部分。
（二體穩態薛定諤方程分解為質心運動部分和相對運動部分）
“可以看出，能量分為質心運動能量和相對運動能量。質心運動能量對應的薛定諤方程是描述電子和質子整體自由運動的方程，而相對運動能量對應的穩態薛定諤方程則是關于氫原子內部結構的方程。氫原子的能級、氫原子的波函數都將從這個方程導出。”張朝陽介紹。
“我得花四五節課的時間才能搞清楚氫原子的問題。”在直播的最后高中物理原子結構視頻，他告訴網友，“下一節課，我們會討論角動量的問題。”
搜狐視頻主打直播，傳播知識、玩轉科普
自11月5日開播以來，《張朝陽的物理課》已直播20期。第一、二課，張朝陽科普“力”與“速度”，計算出馬斯克的飛船和中國空間站每天繞地球飛行的圈數；第三、第四課涉及“振動”，科普可見光的基本知識；第五、第六課引發對聲速和溫度的大討論；第七、八、九課，重溫經典力學的兩朵烏云。
第十、十一課重在復習黑體輻射曲線及其應用；第十二、十三、十四課嘗試進入愛因斯坦的思想世界，推導出著名公式“E=mc2”，并演示時鐘慢化和尺子收縮效應；第十五課講解原子的結構和原子核的衰變；第十六課開始進入量子力學，討論光的波粒二象性、康普頓散射、海森堡不確定性、薛定諤方程等。
從近二十期物理課的播出可以看出，《張朝陽的物理課》的直播風格獨樹一幟——通過觀察日常生活現象，用網友最熟悉的話題來提升興趣，再通過公式推導講解背后的物理原理，“透過現象看本質”，進而反過來解決生活中類似的問題。
張朝陽認為，研究自然是一件特別有趣的事情，他希望物理課的聽眾們能夠保持好奇心，“在好奇心的驅使下，了解自然的奧秘，了解我們在這個世界上生存的理由”。在后續的課程中，他將繼續用這種直播方式講解生活中常見的物理現象，讓普通人看得懂、專業人士能認知，激發科學學習的熱潮。該課程每周五、周日中午12點在搜狐視頻直播，同時，網友們可以在搜狐視頻“關注流”搜索“張朝陽”，觀看上期完整視頻回放。
除了《張朝陽的物理課》，搜狐視頻還邀請了多位普教主播，普及科學知識，傳遞價值觀。北京交通大學理學院教師陳征博士，玩轉“有趣的科學實驗”，走進“光的波粒二象性”；康奈爾大學物理化學博士鮑昆，化身“鮑老師玩科學”，教普通人了解2021年諾貝爾獎；天體物理學博士劉博陽科普“日全食是如何產生的”等等。近期爆紅的理論物理學博士后周思逸也來到搜狐視頻，開通“弦理論的世界”直播課。未來還會有更多知識主播入駐互動，一起玩轉科學。