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比热为何会随温度呈现阶梯变化?《张朝阳的物理课》详解双原子分子气体的比热

时间:2022-06-21 15:16:01

 

来源:中国网科技

6月19日,《张朝阳的物理课》线下第六课开讲,搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳分析了氢原子的各个能量阶梯,并对双原子分子气体比热做了计算和分析。

在本次线下课中,张朝阳将电子与原子核的运动分开处理,电子对原子核的作用则以等效势替代;势能在平衡位置附近展开得到谐振子势,求解对应的薛定谔方程,得到包含振动与转动自由度的分立能级,并结合选择定则分析了氢分子的光谱。

而后粗略证明了能量均分定理,据此推导了双原子分子的比热;但理论计算值与室温下的实验测量值不符,从而引出氢气与一氧化碳的例子,用分立的量子能级解释了实验上观察到的定容比热随温度的阶梯变化。

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值,导出高温时与振动能对应的比热。

作为日常线上直播课的补充形式,《张朝阳的物理课》线下物理课主要是往期线上课程内容的总结与深入探讨,同时,线下课的互动性更强,关注度更高。在此前的线下课中,张朝阳在现场陆续分享了方程E=mc²、经典波动方程与声速的计算、量子力学等知识。

据了解,《张朝阳的物理课》于每周周五、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“张朝阳的物理课”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,阅览每期物理课程的详细文章。

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