搜狐创始人、物理学博士张朝阳硬核新作《张朝阳的物理课第三卷》

博文视点说科技 2024-09-10 02:35:04

搜狐创始人、物理学博士张朝阳硬核新作——《张朝阳的物理课 第三卷》重磅来袭!

遇事不决、量子力学,展现物理人严谨而浪漫的追求和另一种人生意义的实现。

《张朝阳的物理课 第三卷》聚焦于量子力学领域,研算现代科技与宇宙奇观背后的物理根基。

从原子核到遥不可及的白矮星,从原子分子的构造细节到物质状态变换的宏观规律,从双单摆的经典案例过渡到核磁共振的现代前沿科技……

本书对我们存在的世界进行了深入剖析,不仅能够帮助读者用物理思维解密物质结构,还能培养读者用严谨的数理语言描述自然的能力。

相比前两卷,第三卷是该系列的进阶之作,内容更加丰富。通过对量子力学物理图像及数学方法的研算,帮助读者逐步走向当代物理学前沿,对于培养严谨的科学思维模式和提升逻辑推理能力有显著帮助。

希望第三卷可以帮助大家将量子力学运用到自己的生活中!

文/张朝阳

继2022年的第一卷,2023年的第二卷,在2024年的今天,《张朝阳的物理课》第三卷面世。

第三卷的内容是我在搜狐视频App的物理直播课第129期到第184期的文字版。与第一、二卷类似,每节课后由李松、陈广尚、葛伯宣、王朕铎、孙兵、管子卿、费啸天等课代表根据视频内容及讲稿写成的文章集结成书。

同样与第一、二卷类似,物理的课题路径沿着我每段时间的兴奋点,挑出有趣的问题进行研习、推导、直播讲课,从整体看来,三本书基本上循序渐进地覆盖了大学物理专业的主要课程。

但因为是根据兴趣通过解决问题来学习的,因此三本书的系统性不如经典物理教科书完备,可以作为大学理工科专业教材之外的辅助读物。

也正因为如此,这三本书提供了学习物理的另一种路径,展现了物理这座古城的不同巡游路线的风景。

而且因为对于每个问题,我都力求彻底定量地进行推导、计算,使得某些内容超出了物理专业的课程范围,进入了更垂直的领域。

例如,在第二卷中,对月球退行速率及地球形变的计算是地球物理系(Geophysics)的内容,而流体力学部分的含时Navier-Stokes方程的解已进入了力学系(Mechanical Engineering)的领地。

第三卷主要涉及量子力学的问题。量子力学在第一卷已经有相当的篇幅,第三卷更加全面、深入地探讨量子力学的主要问题。

关于第三卷重点章节的特点,我简要地做如下点评:

第1章,传统的教科书比较多地解定态问题,而对包含时间的系统的演化关注不够。我这里注重波包的演化,而对习惯使用经典力学求解粒子运动轨迹的读者来说,波包提供了一个自然的过渡。第2章,α衰变是一种量子隧穿效应,我们把势垒切成薄片,整体透射概率是各切片概率值的叠加,得到与WKB近似类似的结果,而物理图像更加直观。第3章,粒子的散射,把平面波用哈密顿算符、角动量算符构成的力学量完全集的共同本征态展开,再考虑一个比波长小的区域中的势场对各分量的扰动,即所谓分波法。这里要熟悉球贝塞尔函数的渐进特点:随自变量增大衰减的正弦或余弦函数。第4、第5章,二能级系统的对角化,用坐标空间的向量算符的旋转来实现,而核磁共振提供了含时Hamiltonian的情形(旋转磁场)。第6、第7章,计算晶体的比热,爱因斯坦模型是一个粗略的估算,而德拜模型考虑了原子的集体振动模式,这样即使在T→0时,能级足够细密,可以激发,因此,比热CV不是随T→0以指数衰减至0的,而是T3依赖关系。第8、第9章,对白矮星的稳定性进行了有趣的探讨,估算的钱德拉塞卡极限与公认的数值接近,已是天文学系(Astronomy)的内容。第11、第12章,计算了氢分子离子的势能函数有凹点,解释了化学键的成因,这是地球上所有分子存在的根本原因,即所谓“遇事不决,量子力学”。此计算和氦原子基态能的计算中采用了一个巧妙的变量替换方法,是一种解中心力场下的多体多重积分问题的简洁之方法。

OK,我及几位课代表怀着欣喜、得意的心情,隆重奉上这本书,希望能在读者及听课者中找到对书中这些有趣问题的理解、欣赏和共鸣,只要有少数人看着我们的处理会心地笑了,我们就非常高兴了。

Enjoy reading & calculating.

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评论列表
  • 2024-09-10 11:51

    粒子双缝干涉条纹不可能是稀奇玄妙,都是自然的必然!!!电子光子都是带电的。材料边缘宏观电中性,亚原子微观有正电区也有负电区密集分布,受引力的和受斥力的大量光子当然会分裂成条纹,单个粒子位置唯一确定,大量粒子位置是一个分布。没有粒子同时穿越两条缝的需要和可能。边缘衍射条纹是同样的道理。………水波/沙丘波都不是波,是物质质量运动。———(1) 研究沙粒的质量能量位置运动,一切清清楚楚明明白白,有确定性,是物理。(2) 研究沙丘波想干什么?不清楚不明白,没有确定性,是数学当物理搞骗。波是多余的虚幻概念,无质量也没用力作用也没有能量。无源场电磁波也是著名的虚幻。研究鸡毛颜色(波与场)能认知鸡(物质)的运动吗?

  • 2024-09-10 11:51

    自然绝对诚实,所有自然现象永远自洽,有确定性,人类需要且追求确定性,也不容易……唯物主义。研究“观测不确定性”是希望提高观测精度,研究“自然的不确定性”是想干什么???掷骰子结果是确定的,不观测就不能确定,观测(公理)不足,不充分演绎是概率,也不能确定。空间连续可入,位置和速度的精度没有任何极限,pi计算到了万亿位,半径无限大的圆弧也不等于直线。光子电荷质量粒子大小和能量不连续,是运动不连续不确定吗??不确定性原理/万事随机……肯定是骗!真假确定性是科学的根本,“波粒二象性”真假不辨祸害人类认知的核心根基——确定性。骗子招摇过市鼓吹不确定,这是科学吗???相对真理也是骗术,绝对真理客观存在,人类诞生之前月亮不运动吗?引力有没有??都是显而易见!………仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理吗???地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖搞骗的伎俩。

  • 2024-09-10 11:51

    波与场的研究都是数学当物理,捉影弄鬼之术:::波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波/沙丘波到处都有,都是质量的运动罢了,研究鸡毛的颜色(波与场)能认知鸡(物质)运动规律吗?还有波粒二象性??以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,不是笑话是什么??? ………场::只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),物质的场到处飞吗?飞的方向如何确定?……地球场给你引力,你给地球场引力,然后地球场给地球引力。这是笑话!!!~~~场与波都是捕风捉影之法,意义很小,破坏巨大。……伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,感应接受也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应,用了电磁波来解释而已。电磁波理论(尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的有用的数学方法,质量与力才是宏观微观物质世界的唯一根本,两朵乌云包括光电效应当然都是电磁理论的谬误,骗子借机祸害牛顿何益?

  • 2024-09-10 11:52

    真善皆美,由真理得食物,善良是分配食物,没有真,善是不可能的。更爱真理是人类的最高智慧和希望。……… 终身搞悖论的爱因斯坦,雅称悖论斯坦,搞的是两头骗,万能骗,终身骗,祸害真理,当然只能是人类公敌!!

  • 2024-09-10 11:52

    悖论斯坦,背叛数学由公理演绎证明特称命题的传统,号称证明全称命题公设公理。以光速不变假说祸害相对速度公理,祸害绝对时空,祸害能量质量引力等物理基本概念和认知方法,以二象性祸害自然科学的核心根基——确定性,以创造假说冒充祸害公设形而上学。后谎言掩盖解释前谎言搞了一辈子,祸害数学,祸害物理,祸害哲学,终身搞骗,祸害极大极深极广,100多年了,还在鼓吹骗子,居然成了一门生意?………一个恶贯灵魂的彻底的人类公敌!!!狗屎都有用,欺骗有啥用?迷信蔑视自然的悖论斯坦,瞎搞科幻假说,人类将无法逃脱第六次地球生物大灭绝。———假说科幻骗子招摇过市,人人都沉默?科学还有希望吗???

  • 2024-09-10 11:52

    证明真理是不是骗术???真理是无法验证的。作为预测未来的全称命题(全时空),证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,一天证明10000次,有用吗???实验只是证明了具体现象真。号称证明公理,假说冒充公设,肯定都是骗。所有自然规律都是对过去的观测归纳,未来是不变的,这个不可能知道原因,只能信任自然。为自然存在(有无)找原因也都是骗。真理不证自明无法证明,需要验证的理论是骗,号称证明理论也是骗!!!——相对真理也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前没有人类的观测,月亮不运动吗???引力有没有???都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理吗???地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖搞骗的伎俩。