量子力學中粒子的機率密度滿足守恒多項式嗎?氫原子為什么擁有磁矩?一個運動的粒子怎樣爬上階梯?4月2日12時,《張朝陽的數學課》第134期播出,搜狐創始人、董事局主席兼CEO張朝陽坐陣搜狐視頻直播間,首先為你們介紹了量子力學中概率密度和機率流的定義,同從薛定諤導入機率流守恒多項式。其后,為了更好地理解這兩個新概念,張朝陽估算了氫原子能量本征態對應地概率流物理教案四維目標,發現當磁量子數不為零時,核外電子會產生環流,進而帶來非零的磁矩。僅接著他還討論了一個自由傳播的粒子遇見階梯勢場時的行為,發現當粒子能量才能克服階梯高度時侯,粒子有一定的機率會爬上階梯繼續向前,也有一定的機率會被大跌向后傳播。借助機率流的概念,可以證明這個過程中量子力學機率演繹是恰當而適用的。
在直播課上,張朝陽類比流體力學中的數學流守恒多項式和電動力學中的電荷流守恒多項式,引出了概率密度和機率流的定義,發現它們是量子力學機率展現中互相補充的部份。同時,從薛定諤方程出發,可以證明了量子力學中也有方式與精典宏觀化學一致的流守恒多項式。
緊接著,為了對機率流有更直觀的認識,張朝陽估算了動量本征態和氫原子能量本征態等幾個定態下的機率流。對磁量子數不為零的氫原子,張朝陽發覺其中會存在一個環流。由于此時的我們關心的是帶電粒子,這個環流將誘導入一個環型電壓,進而可以估算這個電壓形成的磁矩,發現它正對應氫原子的磁矩,進而可以對氫原子的波譜劈裂等現象給出解釋。
此外,張朝陽還估算了一維量子系統中,一個原本自由傳播的粒子遇見階梯勢后的行為。他發覺,如果粒子的能量才能克服階梯,則粒子有機率會放慢速率繼續向前傳播;但同時,粒子扔有一定給的機率會被階梯大跌轉向后傳播。利用機率流的定義,可以證明這個過程滿足機率守恒定理,量子力學的機率演繹是恰當且適用的。
截至目前,《張朝陽的數學課》已直播一百余期,內容豐富、覆蓋廣泛,理論公式由淺入深、繁簡交融。從去年11月開啟第一節化學直播課,他先是從精典物理學開始,科普了牛頓運動定律等;而后從精典數學的“兩朵烏云”說起,向近現代化學過渡,探討了黑體輻射理論中的維恩公式、普朗克公式等知識。
此后逐漸步入量子力學領域,從基礎的薛定諤方程等理論內容,到氫原子波函數,再到二氧化碳定容比熱的氣溫階梯,并乘勢講解了熱力學定律。接著回到了精典化學,推導出飛船運行軌跡,估算太陽的結構與性質以及中子星的自轉速率,隨后講解了陀螺的進動,還估算出地球的潮汐高度。緊接著開始介紹狹義相對論的四維語言,并逐漸過渡到了電磁學。
《張朝陽的物理課》的直播風格獨樹一幟:以演算化學為特色,注重從日?,F象引入物理教案四維目標,通過一步一步詳細估算和硬核推論,理解自然界的基本規律。
據了解,《張朝陽的數學課》于每周周一、周日中午12時在搜狐視頻直播,網友可以在搜狐視頻“關注流”中搜索“張朝陽”,觀看直播及往期完整視頻回放;關注“張朝陽的數學課”賬號,查看課程中的“知識點”短視頻;此外,還可以在搜狐新聞APP的“搜狐科技”賬號上,閱覽每期數學課程的詳盡文章。
除了《張朝陽的數學課》外,在直播方面,搜狐視頻正持續構建知識直播平臺,邀請各個科學領域的腹部播主進駐,進行科普知識直播。在搜狐視頻科學演講局“了不起的她·三八節特別版”主題講演中,中國科學院空天信息創新研究院導航系統部副校長、中國科學院導航總體部總工工程師徐穎帶你探究“北斗導航系統是如何影響我們日常生活的”;浙江大學化學系博士后、蛟龍號首位大洋深潛女科學家、自然資源部第二海洋研究所副研究員唐立梅教你“透過巖石看月球”;華中師范大學生命科學學院院士、湖北衛視《我說國家安全》嘉賓李睿講解“從海洋到陸地,微塑料怎樣影響你我他?”;科幻詩人、童行書院創始人、世界懸疑雨果獎得主郝景芳分享“如何做好下一代的科學啟蒙?”……未來將有更多知識主播進駐搜狐視頻,一同玩轉科學,探索不同領域。