氢原子为什么拥有内禀磁矩?它的第三个量子数为什么又被称为磁量子数?量子热学的结果和精典热学的结果之间有对应的关系吗?4月7日12时,《张朝阳的数学课》第135期播出,搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳坐阵搜狐视频直播间原子物理发展史,首先为回顾了机率流的定义和氢原子基态的估算,之后详尽讨论了氢原子定态中的环绕z轴机率流密度,并估算了由其诱导出的磁矩的大小。这个磁矩即氢原子内禀的轨道磁矩,可以看见,这样一个基于量子热学的结果和完全基于精典热学的玻尔模型得到的结果是一致的。
在直播课上,张朝阳首先回顾了机率密度和机率流的定义,以及氢原子能量本征值和本征态的估算。紧接着,张朝阳估算了氢原子能量本征态对应的机率流,发觉它是一个绕z轴旋转的环流。因为这个环流带有电荷,它将诱导出z轴方向的磁矩,即是氢原子内禀的轨道磁矩。这个磁矩的大小可以通过精细估算得出,发觉其反比于氢原子的磁量子数,这也是前者名称的来源。
据悉,张朝阳还从氢原子的玻尔模型出发,借助精典热学估算了电子绕原子核旋转形成的磁矩,发觉和量子热学的结果在方式上是一致的。两种方式的对照,说明精典热学与量子热学之间有天然的对应关系,一个良好的精典模型应当能给出自洽的好结果,同时可以为量子热学描述的数学过程提供形象的解释,加深我们对量子热学的理解。
截止目前,《张朝阳的数学课》已直播一百余期,内容丰富、覆盖广泛,理论公式由浅入深、繁简交融。从今年11月开启第一节化学直播课,他先是从精典数学学开始,科普了牛顿运动定理等;而后从精典数学的“两朵乌云”说起,向近现代化学过渡,阐述了宋体幅射理论中的维恩公式、普朗克公式等知识。
随后逐渐步入量子热学领域,从基础的薛定谔多项式等理论内容,到氢原子波函数,再到二氧化碳定容比热的气温阶梯,并乘势讲解了热力学定理。接着回到了精典化学,推导入飞船运行轨迹,计算太阳的结构与性质以及中子星的自转速率。
此后讲解了陀螺的进动,还估算出地球的潮汐高度。紧接着开始介绍狭义相对论的四维语言,并逐渐过渡到了电磁学。以后从阿基米德的压强定理开始,讲解流体热学最重要的NS多项式,以及流体热学在生活中的应用。近来又由热传导多项式解释了生活中热量的传递。
《张朝阳的化学课》的直播风格独树一帜:以演算化学为特色,重视从日常现象引入,通过一步一步详细估算和硬核推论,理解自然界的基本规律。
据了解,《张朝阳的化学课》于每周周一、周日上午12时在搜狐视频直播,网友可以在搜狐视频“关注流”中搜索“张朝阳”,观看直播及往期完整视频回放;关注“张朝阳的数学课”账号,查看课程中的“知识点”短视频;据悉,还可以在搜狐新闻APP的“搜狐科技”账号上,阅览每期数学课程的详尽文章。
不仅《张朝阳的数学课》外,在直播方面,搜狐视频正持续构建知识直播平台,约请各个科学领域的腹部播主进驻原子物理发展史,进行科普知识直播。在搜狐视频科学讲演局“了不起的她·三八节非常版”主题讲演中,中国科大学空天信息创新研究院导航系统部副部长、中国科大学导航总体部总工工程师徐颖带你探究“北斗导航系统是如何影响我们日常生活的”;四川学院物理系博士后、蛟龙号首位大洋深潜女科学家、自然资源部第二海洋研究所副研究员唐立梅教你“透过岩石看月球”;华东师范学院生命科学大学院士、湖北央视《我说国家安全》嘉宾李睿讲解“从海洋到陆地,微塑料怎样影响你我他?”;悬疑诗人、童行书院创始人、世界悬疑雨果奖得主郝景芳分享“如何做好下一代的科学启蒙?”……未来将有更多知识主播进驻搜狐视频,一齐玩转科学,探求不同领域。