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量子力学和经典力学相比有何深刻区别?电子会像地球绕太阳一样边自转边公转吗?粒子的自旋如何受磁场影响?什么是拉莫进动和拉比振荡?6月11日,《张朝阳的物理课》第150期暨线下十六课开播,搜狐创始人、董事局主席兼首席执行官、物理学博士张朝阳坐镇搜狐视频直播间,从量子力学的基本原理到其数学形式,再到自旋和二能级系统,详尽讲解了量子力学的基础知识,并计算了在特定磁场中自旋1/2粒子的拉莫进动和拉比振荡。
张朝阳介绍了从经典力学到量子力学过程中深刻的观念改变。他将量子力学和经典力学相对比,后者允许能量、角动量的无穷小的连续变化,而量子力学的一大特点是微观系统的可观测量分立取值。这意味着描述系统状态的力学量能够被精确确定,而此后,粒子的时空分布也能够被精确且唯一地确定下来。张朝阳强调,相比具体的时空位置,量子力学更关心微观系统真实可测的力学量,及它们之间的相互关系和演化。
为了更匹配量子力学的世界观,张朝阳介绍了以希尔伯特空间为基础的线性代数方法,又被称为量子力学的矩阵形式。在这套数学语言中,系统可能处在的状态被表达为希尔伯特空间中的态矢,力学量被表达为希尔伯特空间上的算符。对系统力学量进行测量,其结果只能取到算符的本征值,相应的概率是系统态矢在对应本征态上投影系数的模方。
现场,张朝阳还解答了2023年全国高考物理甲卷的第25题。张朝阳详尽分析了题目所述物理过程,并给出了详细的计算过程。他提醒大家,对物理图像的把握是解题的重点,只有理解了整个物理过程,才能做出正确的计算。
此外,他还介绍了车辆在崎岖不平的路面上行驶时,颠簸感从轮轴系统向驾驶舱传递的过程。随后,张朝阳与奇瑞汽车股份有限公司董事长尹同跃从阻尼系统设计以及主被动响应算法等方面,介绍了瑞虎9的“磁悬浮”抗震系统,从物理原理上解析了瑞虎9能够做到少颠簸、舒适驾驶等优点的原因。
目前,《张朝阳的物理课》已直播一百五十期,内容大都从自然界的现象出发,引出基本物理概念,推导基本理论,研算现象后面的根本原因,达到本质的理解。课程中使用较多数学推导展示物理与数学的不可分割,也能帮助读者提升数学水平。
除了《张朝阳的物理课》外,在直播方面,搜狐视频正持续打造知识直播平台,邀请各个科学领域的头部播主入驻,进行科普知识直播,未来将有更多知识播主入驻搜狐视频,一起分享科学乐趣,一窥不同领域的奥秘。