张朝阳硬核推导狭义相对论E=mc2:六块黑板写不下
2022-03-13 11:27:40  出处:网易科技   编辑:上方文Q     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接

3月11日,《张朝阳的物理课》线下“新春第一课”首次开讲,搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳与来自北京各高校的物理学子及物理爱好者们一起探讨物理奥秘。

“这个活动是非常独特的。”张朝阳开场说道,“物理课我在线上已经完成三十讲了,覆盖了很多话题,今天别开生面,第一次走到线下。”

课堂上,张朝阳从光速不变理论出发,通过各种思想实验推导出时间膨胀、长度收缩、质速关系等违反直觉的相对论效应,利用质速关系与能量的定义进一步推导质能关系,并讲解了质能关系的意义与应用。

随后,张朝阳又与现场同学讨论了此前直播课的相关问题,如薛定谔如何猜出薛定谔方程,如何用不确定性原理估算氢原子半径等。

此外,人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐也作为嘉宾现身课堂,与大家进行了互动交流。

张朝阳硬核推导狭义相对论E=mc2:六块黑板写不下

在这次线下“新春第一课”,张朝阳重点讲解了狭义相对论中最著名的方程E=mc2,并结合案例加以解释。

实际上,这个小小的公式蕴藏了巨大的能量,可以把一丁点儿的质量放大成巨大的能量,甚至原子弹、氢弹、太阳的能量都与此有关。

张朝阳表示:“所以这个公式非常重要,与每个人的生活息息相关。”

“我的课比较强调硬核推导。”张朝阳在介绍理解狭义相对论时表示,必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手,指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。

他从光速不变出发,推导出时间膨胀效应,即运动的时钟相对于静止的时钟流逝较慢,说明此时时间与空间不再独立。

截至目前,《张朝阳的物理课》已直播三十多期。

张朝阳1986年从清华大学物理系毕业,并于同年考取李政道奖学金赴美留学。1993年底在美国麻省理工学院(MIT)获得博士学位,并继续在MIT从事博士后研究,1996年回国创业。这也是阔别物理20多年后,张朝阳重拾物理。

从去年11月开启第一节物理直播课,张朝阳从经典物理学开始,科普了牛顿运动定律与能量动量守恒原理等,再到经典物理的“两朵乌云”,向近现代物理过渡,探讨了由黑体辐射研究引出的维恩、瑞利-金斯、斯特潘、普朗克等系列公式。

此后,张朝阳物理课程逐步进入量子力学领域,从基础的薛定谔方程、算符对易关系等理论内容,到无限深势阱、氢原子波函数,再到谐振子量子化、气体定容比热的温度阶梯等更加具体实用的案例。

“在好奇心的驱使下,了解自然界的奥秘、了解我们在这个世界生存的道理。”张朝阳说道。

张朝阳硬核推导狭义相对论E=mc2:六块黑板写不下

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