定容比热随温度而变? 《张朝阳的物理课》探究双原子分子的比热问题
2月13日12时,《张朝阳的物理课》第二十八期准时开播。搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳坐镇搜狐视频直播间,探究双原子分子的比热问题。
张朝阳向网友介绍比热的概念,先推导单原子理想气体的比热,再利用能量均分定理推导双原子分子的比热,但与实验在室温下测得的数据不符。为了解释实验上观察到的定容比热随温度的阶梯变化,张朝阳引入了量子力学中分立能量的概念,以氢气与一氧化碳为例解释了阶梯曲线。最后利用玻尔兹曼分布与谐振子能级,计算了包含零点能的振动能平均能量,导出振动能对应的比热,与比热阶梯图在温度较高时的曲线变化一致。
“我们的课程有很丰富的内容,如果不复习的话,还是有一定的难度。”开讲之前,张朝阳提醒网友学习物理要勤加复习,“我们还是学点物理吧,尽管有点费脑,但它是真实的、重大的,跟我们每个人的生活息息相关。”
截止目前,《张朝阳的物理课》已直播二十多期。在第一、二课中,张朝阳科普了“力”和“速度”,算出马斯克的飞船和中国空间站每日绕地飞行圈数;第三、四课和“振动”相关,科普可见光的基本知识;第五、六课引发了关于音速和温度的大讨论;在第七、八、九课重温经典物理学的两朵乌云。
第十、十一课重点回顾黑体辐射曲线及其应用;第十二、十三、十四课尝试进入爱因斯坦的思想世界,推导出著名的公式“E=mc²”,并论证钟慢尺缩效应;第十五课讲解了原子的结构和原子核的衰变;第十六课开始进入量子力学,讨论光的波粒二象性、康普顿散射、海森堡不确定性原理,以及薛定谔方程等。
从二十多期的物理课可以看出《张朝阳的物理课》的直播风格,通过观察日常生活现象、用网友最熟悉的话题来提升兴趣,再以公式推导的方式解释其背后的物理原理,“透过现象看本质”,进而反过来解决生活中的类似问题。
张朝阳认为研究自然界是特别有意思的事情,他希望物理课的受众能保有好奇心,“在好奇心驱使下,了解自然界的奥秘,了解我们在这个世界生存的道理”。该课程于每周周五、周日12时在搜狐视频直播。同时,网友可以在搜狐视频“关注流”中搜索“张朝阳”,观看往期完整视频回放。
除《张朝阳的物理课》外,搜狐视频也邀请各专业领域头部播主入驻,直播科普知识,传递价值。北京交通大学理学院教师陈征博士玩起了“奇趣的科学实验”,走进“光的波粒二象性”;康奈尔大学物理化学博士包坤,化身“包大人玩科学”,教普通人看懂2021年诺贝尔奖;还有天体物理博士刘博洋科普“日全食是怎么产生的”,理论物理博士后周思益也开通“弦论世界”直播课等。未来还将有更多知识播主入驻,一起互动玩转科学。