時間和空間不是相互獨立的嗎？ 怎么混的？ 世界上最著名的方程 E=mc2 是如何得出的？ 3月11日，“張朝陽數(shù)學(xué)課堂”首次在線下“過年第一堂課”上課。 神秘。 中國人民大學(xué)數(shù)學(xué)系主任、科普視頻創(chuàng)作者李永樂作為嘉賓出現(xiàn)在課堂上。
新年第一課“硬核推理”相對論
在線下“新年第一課”中，張朝陽重點講解了狹義相對論中最著名的方程E=mc2，并結(jié)合實例進(jìn)行了講解。 這個小公式蘊含著巨大的能量，可以把一點點質(zhì)量放大成巨大的能量，連原子彈、氫彈、太陽的能量都與此有關(guān)。
“我的課比較硬核推理。” 張朝陽介紹，要理解狹義相對論，首先要理解光速的特殊性。 他從麥克斯韋方程組引入的電磁波多項式入手，強調(diào)光速與參考系無關(guān)這一違反直覺的說法。 他從恒定的光速出發(fā)，推導(dǎo)出時間膨脹效應(yīng)，即運動的時鐘比靜止的時鐘流逝得慢，說明此時時間和空間不再獨立。
張朝陽解釋說，描述時間和空間關(guān)系的方程是洛倫茲變換。 洛倫茲變換可以將一個慣性參考系的坐標(biāo)變換到另一個相對勻速運動的慣性參考系。 他利用黑板上的洛倫茲變換公式，結(jié)合“同時性的相對性”的概念，推導(dǎo)出“動尺縮短”的公式，即動著的卷尺在觀察時會比尺子的固有參照物短在靜態(tài)參考系統(tǒng)中。 系短。
洛倫茲變換只是坐標(biāo)變換。 張朝陽進(jìn)一步介紹了通過洛倫茲變換得到的速率變換公式八下物理牛頓第一定律視頻，這與傳統(tǒng)牛頓熱力學(xué)中速度矢量的簡單直接疊加有很大區(qū)別。 他利用速率變換公式，開始推導(dǎo)兩個相同質(zhì)量的小球在不同參考系中的碰撞過程，結(jié)合動量守恒定律，對比牛頓熱中動量的定義，估計了兩者之間的關(guān)系“動量質(zhì)量”和速度。
然后將力與位移積分，得到愛因斯坦最著名的質(zhì)能多項式 E=mc2，它描述了能量與質(zhì)量之間的關(guān)系。 張朝陽還以鈾235的裂變過程為例，說明質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量，其能量可以用愛因斯坦質(zhì)能多項式估算。
“網(wǎng)紅”物理老師李永樂助興
人大附中數(shù)學(xué)班主任、科普視頻創(chuàng)作者李永樂也來到了“新春第一課”現(xiàn)場。
對于朋友們非常關(guān)心的愛因斯坦和相對論問題，李永樂現(xiàn)場解釋說，狹義相對論最大的局限性在于無法處理引力問題。 愛因斯坦提出等效原理八下物理牛頓第一定律視頻，認(rèn)為引力場等效于以適當(dāng)加速度運動的參考系，擴(kuò)展了慣性系的概念。 雖然重力自由落體之后的參考系可以看作是局部慣性系。 這意味著引力當(dāng)然是時空的一種屬性，而不僅僅是一種簡單的力，因此愛因斯坦將引力進(jìn)一步幾何化，得到了廣義相對論。
有朋友在剛剛結(jié)束的奧運會上提到了移動5G直播背后的數(shù)學(xué)原理。 李永樂用簡潔有趣的語言論述了電信5G高速率、低時延、廣覆蓋的優(yōu)勢，展示了科技為生活增添美感的硬實力。
據(jù)悉，他還講述了愛因斯坦的奇聞軼事，他提出狹義相對論乃至廣義相對論的過程，以及在此過程中得到同學(xué)幫助和啟發(fā)的故事。 下課時，張朝陽、李永樂用三星S22手機與在場的全體同事合影留念。
持續(xù)打造知識直播平臺
截至目前，《張朝陽的化學(xué)課》已直播30多期。 張朝陽1986年畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系，同年申請李政道獎學(xué)金赴美留學(xué)。 1993年底獲得韓國麻省理工學(xué)院（MIT）博士學(xué)位，并繼續(xù)在麻省理工學(xué)院從事博士后研究。 1996年回國創(chuàng)業(yè)。
這也是張朝陽在違背化學(xué)20多年后重返化學(xué)。 從今年11月的第一堂化學(xué)直播課開始，他首先從經(jīng)典化學(xué)入手，普及牛頓運動定理、能量守恒定律等； 化學(xué)躍遷，闡述了Arial中輻射研究衍生的Wien、-Jins、、等一系列公式。
隨后的數(shù)學(xué)課程逐漸進(jìn)入量子熱領(lǐng)域，從基本的薛定諤多項式、算子-對易關(guān)系等理論內(nèi)容，到無限深勢阱、氫原子波函數(shù)，再到諧振子的量子化，具體氣體在恒定體積下的熱量。 更具體和實際的案例，例如溫度梯度。 內(nèi)容豐富，覆蓋面廣，理論公式由淺入深，繁簡相融。
據(jù)了解，不僅是《張朝陽的數(shù)學(xué)課》，在直播方面，搜狐視頻也在持續(xù)打造知識直播平臺，陸續(xù)邀請各領(lǐng)域腹主播入駐直播。科普知識。 包括上海交通大學(xué)科技大學(xué)《趣味科學(xué)實驗》班主任陳征博士； 包琨，博士康奈爾大學(xué)化學(xué)物理博士，變身“鮑老師玩科學(xué)”，教普通人看懂2021諾貝爾獎； 天體 劉博陽，博士化學(xué)博士，科普“日全食是如何形成的”； 周思義，博士理論化學(xué)博士，還開設(shè)了“弦論的世界”直播課。 （侏儒）