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經典力學原來不是萬能的是否意味著物理學錯了

發布時間:2021年12月13日 04:25 來源:中國網 編輯:竹隱
導讀:當實驗和理論計算出來的數據不一樣,是否意味著物理學錯了經典力學原來不是萬能的11月28日12時,搜狐創始人,董事局主席兼CEO張朝陽坐鎮搜狐視頻直播間,通過對雙原子氣體的理想氣體方程,KT與氣壓和內能關系的演算,帶領網友重溫經典力學的第一次...

當實驗和理論計算出來的數據不一樣,是否意味著物理學錯了經典力學原來不是萬能的11月28日12時,搜狐創始人,董事局主席兼CEO張朝陽坐鎮搜狐視頻直播間,通過對雙原子氣體的理想氣體方程,KT與氣壓和內能關系的演算,帶領網友重溫經典力學的第一次窘境,科普了兩朵烏云,由此引入20世紀相對論和量子力學的概念

經典力學原來不是萬能的是否意味著物理學錯了

結合第六期溫度的故事,張朝陽簡單復習了從理論和實驗推算出來的理想氣體狀態方程他指出,我們經常遇到的不是氦氣這類最接近理想氣體的單原子氣體,那么雙原子氣體,比如氧氣,氫氣,氮氣,是否也適用理想氣體狀態方程

張朝陽賣個關子,實驗證明是對的,但理論上怎么解釋呢他說,今天主要研究一下雙原子氣體的情況,就微觀的情況來解釋計算涉及到自由度,平動動能,轉動動能,振動動能,勢能等概念,并使用波動方程,理想氣體狀態方程pV=nRT,比熱容比γ=Cp/Cv,得出γ的值為1.4

張朝陽借助能量均分定理做推導在經典統計力學中,能量均分定理是一種聯系系統溫度及其平均能量的基本公式為了方便網友理解,張朝陽將此比喻成蓄水池,口袋和遺產分配

可是問題出現了根據能量均分定律,計入雙原子氣體的平動動能,轉動動能,振動動能和勢能后,計算結果為1.286,并不等于1.4張朝陽又試圖去掉勢能,結果是1.3,依然小于1.4這是經典力學的第一次災難張朝陽介紹,1900年新春之際,物理學家開爾文在演講中提到,19世紀已將物理學大廈全部建成,但物理學的天空上,還飄浮著兩朵小小的,令人不安的烏云一朵為以太漂移實驗的否定結果,另一朵為黑體輻射的紫外災難,包括氣體比熱中能量均分定律的失敗

張朝陽指出,在那個年代,經典力學堪稱解釋一切正是遭遇到這樣的挑戰,才觸發了相對論的發現和量子力學的發展張朝陽在去掉勢能的基礎上,繼續減去振動動能,只保留平動動能和轉動動能,終于得出γ等于1.4的結論隨后,他用量子力學的能級概念,驗證了計算過程這是當時開爾文解決不了的,等20世紀量子力學出來才解決

自11月5日開始,《張朝陽的物理課》已直播七期在第一,第二課中,張朝陽科普了力和速度,并現場計算出馬斯克的飛船和中國空間站每日繞地飛行的圈數,第三,四課的內容則一脈相承,和振動相關,科普了可見光的基本知識,解釋了早中晚太陽顏色不一樣的原因,以及天空呈現藍色的秘密第五,六課,則引發了關于音速和溫度的大討論今天的課程則則重溫19世紀經典力學遭遇的第一次窘境,帶領網友首次觸摸量子力學

《張朝陽的物理課》不僅解釋了生活中常見現象背后的原理,還層層深入,將知識點落到物理公式上他通過第一宇宙速度,第二宇宙速度,庫倫定律,簡諧運動等,層層遞進,步步演算,得出了瑞利散射,單擺,物理擺,理想氣體狀態公式課后,網友還可通過直播白板復習也有課代表將每堂課的筆記,發布在搜狐新聞客戶端關注流上,便于網友查漏補缺

觀察生活現象+解釋背后原理+推導演算公式,結合六期《張朝陽的物理課》可以看出,直播課程都是從日?,F象引入,先幫助網友理解現象,提升興趣,接著透過現象看本質,解釋物理知識,反過來解決生活中的問題。

這也印證著課堂開始的觀點:物理是算出來的,玄乎其玄的科幻概念和實證有區別張朝陽認為雖然物理并不輕松,但每個人不應該覺得自己可能學不會一件事而不去學,恰恰相反,聰明在于過程,看起來枯燥的物理知識如果經過分解后再理解,并不一定比生活中的事更困難張朝陽鼓勵網友應該打破思維的邊界,科學學習,希望每個人都能對這個世界充滿更多的好奇心與勇氣

根據消息顯示,在未來課程中,張朝陽還會解答宇宙大爆炸和光子輻射通過設置一個個話題,以深入淺出的講解方式,利用物理學解釋生活現象,達到專業人士認可,普通人能聽懂的效果,借此激發科學學習的熱潮該課程將于每周周五,周日12時在搜狐視頻直播

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