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《張朝陽的物理課》介紹推遲勢的積分

2022-09-18由 雷科技 發表于 農業

蒸發和沸騰有什麼異同

勻速運動電子的電磁勢應該怎麼求?怎麼把點電荷密度的狄拉克函式積掉?怎麼藉助這個例子的電磁勢驗證電磁勢構成四維向量?9月16日12時,《張朝陽的物理課》第八十四期開播,搜狐創始人、董事局主席兼CEO張朝陽坐鎮搜狐影片直播間,先給網友們複習了麥克斯韋電磁理論與狹義相對論的聯絡,然後透過直接積分求出勻速運動電子的電磁勢,並利用電磁勢驗證了它作為四維向量的洛倫茲變換關係。

《張朝陽的物理課》介紹推遲勢的積分

張朝陽先給網友複習了以前直播課講過的牛頓時空。在牛頓時空裡邊,時間是獨立於空間的,藉助一些合理的假設可以得知這樣的時空中不存在速度上限。在以前,電荷之間的作用力、萬有引力等相互作用都被認為是不需要傳播時間的,然而現代物理已經證明這樣的看法是錯誤的。其實在麥克斯韋的電磁理論中,從電磁波的速度、推遲勢解等可以看出電磁相互作用並不能做到瞬時傳遞,這預示著牛頓時空觀的崩塌以及相對論時空觀的建立。

隨後,張朝陽透過推遲勢解的積分,直接將勻速運動的點電荷的電磁勢求解了出來。在求解的過程中,介紹了狄拉克函式的性質,並利用這些性質將推遲勢積分積了出來。不過,這時候的積分結果依然依賴於一些未知量。為了將這些未知量表示成時空座標的函式,張朝陽藉助幾何圖示,成功的將電磁勢化成了最終所需的形式。

最後,藉助前面得到的電磁勢結果,張朝陽驗證了勻速運動電子的電磁勢確實滿足四維向量的洛倫茲變換規則,並進一步求解了x方向的電場分量。張朝陽鼓勵網友們求出完整形式的電場與磁場。他雖然沒有給出所有電場、磁場分量的求解過程,不過給出了勻速運動電子情況下的電磁場的變換關係,這些關係表明電磁場不能簡單組合成四維向量。實際上,電場與磁場可以組成一個二階張量,滿足二階張量的變換性質。

截至目前,《張朝陽的物理課》已直播八十餘期,內容豐富、覆蓋廣泛,理論公式由淺入深、繁簡交融。從去年11月開啟第一節物理直播課,他先是從經典物理學開始,科普了牛頓運動定律等;而後從經典物理的“兩朵烏雲”說起,向近現代物理過渡,探討了黑體輻射理論中的維恩公式、普朗克公式等知識。

此後逐步進入量子力學領域,從基礎的薛定諤方程等理論內容,到氫原子波函式,再到氣體定容比熱的溫度階梯,並順勢講解了熱力學定律。接著回到了經典物理,推匯出飛船執行軌跡,估算太陽的結構與性質以及中子星的自轉速度,隨後講解了陀螺的進動,還計算出月球的潮汐高度。而現在開始講解一些數學工具,準備進軍廣義相對論。

《張朝陽的物理課》的直播風格獨樹一幟:注重推導,透過一步一步詳盡的數學計算,推匯出相關的物理公式,把每個公式從頭到尾拆解得十分清晰。

據瞭解,《張朝陽的物理課》於每週週五、週日中午12時在搜狐影片直播,網友可以在搜狐影片“關注流”中搜索“張朝陽”,觀看直播及往期完整影片回放;關注“張朝陽的物理課”賬號,檢視課程中的“知識點”短影片;此外,還可以在搜狐新聞APP的“搜狐科技”賬號上,閱覽每期物理課程的詳細文章。

除了《張朝陽的物理課》外,在直播方面,搜狐影片正持續打造知識直播平臺,邀請各個科學領域的頭部播主入駐,進行科普知識直播。包括中國運載火箭技術研究院專家錢航,直播講述航空航天事業發展史;北京交通大學理學院教師陳徵博士線上開課——“奇趣的科學實驗”;中國科學院基因組學博士、元碼基因創始人田埂講解基因組學與生活的緊密聯絡;天體物理博士劉博洋科普“日全食是怎麼產生的”等。未來還將有更多知識播主入駐搜狐影片,一起互動玩轉科學。