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《张朝阳的数学课》解密量子机率密度与机率流

更新时间:2023-11-05 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

量子力学中粒子的机率密度满足守恒多项式吗?氢原子为什么拥有磁矩?一个运动的粒子怎样爬上阶梯?4月2日12时,《张朝阳的数学课》第134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,首先为你们介绍了量子力学中概率密度和机率流的定义,同从薛定谔导入机率流守恒多项式。其后,为了更好地理解这两个新概念,张朝阳估算了氢原子能量本征态对应地概率流物理教案四维目标,发现当磁量子数不为零时,核外电子会产生环流,进而带来非零的磁矩。仅接着他还讨论了一个自由传播的粒子遇见阶梯势场时的行为,发现当粒子能量才能克服阶梯高度时侯,粒子有一定的机率会爬上阶梯继续向前,也有一定的机率会被大跌向后传播。借助机率流的概念,可以证明这个过程中量子力学机率演绎是恰当而适用的。hbh物理好资源网(原物理ok网)

在直播课上,张朝阳类比流体力学中的数学流守恒多项式和电动力学中的电荷流守恒多项式,引出了概率密度和机率流的定义,发现它们是量子力学机率展现中互相补充的部份。同时,从薛定谔方程出发,可以证明了量子力学中也有方式与精典宏观化学一致的流守恒多项式。hbh物理好资源网(原物理ok网)

紧接着,为了对机率流有更直观的认识,张朝阳估算了动量本征态和氢原子能量本征态等几个定态下的机率流。对磁量子数不为零的氢原子,张朝阳发觉其中会存在一个环流。由于此时的我们关心的是带电粒子,这个环流将诱导入一个环型电压,进而可以估算这个电压形成的磁矩,发现它正对应氢原子的磁矩,进而可以对氢原子的波谱劈裂等现象给出解释。hbh物理好资源网(原物理ok网)

此外,张朝阳还估算了一维量子系统中,一个原本自由传播的粒子遇见阶梯势后的行为。他发觉,如果粒子的能量才能克服阶梯,则粒子有机率会放慢速率继续向前传播;但同时,粒子扔有一定给的机率会被阶梯大跌转向后传播。利用机率流的定义,可以证明这个过程满足机率守恒定理,量子力学的机率演绎是恰当且适用的。hbh物理好资源网(原物理ok网)

截至目前,《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。从去年11月开启第一节化学直播课,他先是从精典物理学开始,科普了牛顿运动定律等;而后从精典数学的“两朵乌云”说起,向近现代化学过渡,探讨了黑体辐射理论中的维恩公式、普朗克公式等知识。hbh物理好资源网(原物理ok网)

此后逐渐步入量子力学领域,从基础的薛定谔方程等理论内容,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律。接着回到了精典化学,推导出飞船运行轨迹,估算太阳的结构与性质以及中子星的自转速率,随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。hbh物理好资源网(原物理ok网)

《张朝阳的物理课》的直播风格独树一帜:以演算化学为特色,注重从日常现象引入物理教案四维目标,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。hbh物理好资源网(原物理ok网)

据了解,《张朝阳的数学课》于每周周一、周日中午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;此外,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。hbh物理好资源网(原物理ok网)

除了《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,邀请各个科学领域的腹部播主进驻,进行科普知识直播。在搜狐视频科学演讲局“了不起的她·三八节特别版”主题讲演中,中国科学院空天信息创新研究院导航系统部副校长、中国科学院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”;浙江大学化学系博士后、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”;华中师范大学生命科学学院院士、湖北卫视《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?”;科幻诗人、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,一同玩转科学,探索不同领域。hbh物理好资源网(原物理ok网)

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