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薛定諤方程是怎么被猜出來(lái)的？《張朝陽(yáng)的物理課》介紹量子力學(xué)基礎(chǔ)
》由作者：李大建采編而成
5月6日，《張朝陽(yáng)的物理課》線下第三課開(kāi)講，搜狐創(chuàng)始人、董事局主席兼CEO張朝陽(yáng)從能量階梯講到經(jīng)典物理的危機(jī)，說(shuō)明了量子力學(xué)的必要性，然后介紹薛定諤方程是怎么被猜出來(lái)的，并從原始薛定諤方程推導(dǎo)出定態(tài)薛定諤方程，繼而介紹希爾伯特空間、正交基展開(kāi)等一系列與量子力學(xué)有關(guān)的概念。此外，**科學(xué)院物理研究所副研究員、物理所科學(xué)傳播協(xié)會(huì)骨干成員李治林，**科學(xué)院物理研究所博士研究生白睿作為特邀嘉賓現(xiàn)身課堂，與物理愛(ài)好者們進(jìn)行了深入的互動(dòng)交流。
本節(jié)線下課，張朝陽(yáng)先介紹了量子力學(xué)是原子核穩(wěn)定性的理論基礎(chǔ)，沒(méi)有量子力學(xué)，我們目前的物質(zhì)結(jié)構(gòu)都無(wú)法形成。接著講解了能量階梯的相關(guān)知識(shí)：不同物理過(guò)程對(duì)應(yīng)的能量標(biāo)度不一樣，比如化學(xué)反應(yīng)對(duì)應(yīng)的能標(biāo)只有幾個(gè)電子伏特，而核反應(yīng)對(duì)應(yīng)的能標(biāo)達(dá)到兆電子伏特量級(jí)。
隨后，張朝陽(yáng)介紹了經(jīng)典物理在處理雙原子分子絕熱指數(shù)、黑體輻射與光電效應(yīng)所面臨的問(wèn)題，并由此進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了量子力學(xué)的必要性。課堂上，張朝陽(yáng)回顧了薛定諤“猜”出量子力學(xué)波動(dòng)方程的思路，給現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)眾和線上網(wǎng)友們介紹了薛定諤方程，并用分離變量法推導(dǎo)出定態(tài)薛定諤方程。在此基礎(chǔ)上，他還講到了量子力學(xué)理論中經(jīng)常使用的希爾伯特空間以及正交基展開(kāi)，借此理論工具，張朝陽(yáng)說(shuō)明了算符平均值怎么計(jì)算以及量子力學(xué)統(tǒng)計(jì)詮釋對(duì)此平均值公式的解釋。
在其后的互動(dòng)環(huán)節(jié)中，張朝陽(yáng)與現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)眾進(jìn)行了互動(dòng)，并和兩位特邀嘉賓一起回答了他們提出的物理問(wèn)題。其中主要的問(wèn)題包括“量子力學(xué)中的離散能級(jí)如何對(duì)應(yīng)宏觀物理中的連續(xù)能量”、“怎么利用氫原子基態(tài)驗(yàn)證不確定性原理”、“潮汐的周期為什么不是嚴(yán)格的12小時(shí)”、“用很大的力擠壓氫原子會(huì)發(fā)生什么情況”。張朝陽(yáng)和特邀嘉賓們對(duì)聽(tīng)眾們的問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的解答，幫他們解開(kāi)了心中的疑惑。
截至目前，《張朝陽(yáng)的物理課》已直播五十余期，于每周周五、周日中午12時(shí)在搜狐視頻直播，網(wǎng)友可以在搜狐視頻“關(guān)注流”中搜索“張朝陽(yáng)”，觀看直播及往期完整視頻回放；關(guān)注“張朝陽(yáng)的物理課”賬號(hào)，查看課程中的“知識(shí)點(diǎn)”短視頻；此外，還可以在搜狐**APP的“搜狐科技”賬號(hào)上，閱覽每期物理課程的詳細(xì)文章。
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