為什么同溫度的鐵棍比木棍摸著涼？《張朝陽的物理課》手推熱傳導(dǎo)方程和格林函數(shù)

你是否曾有過困惑，為什么鐵鍋用木柄就不會(huì)很燙？為什么蓬松的羽絨更加保暖？你是否曾感到好奇，與我們生活息息相關(guān)的熱現(xiàn)象背后的規(guī)律是什么樣子的？在3月5日張朝陽的物理課中，搜狐創(chuàng)始人、董事局主席兼CEO張朝陽就這個(gè)問題，為廣大網(wǎng)友帶來了一場暢快淋漓的物理課，將熱和熱傳導(dǎo)問題中的數(shù)學(xué)與物理規(guī)律展示給大家，并且為大家提供了求解這類問題的一般方法。

張朝陽在課程里從Fourier導(dǎo)熱定律入手，介紹了這位法國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家在熱現(xiàn)象研究中所做出的貢獻(xiàn)。然后使用現(xiàn)代的矢量微積分的語言，將導(dǎo)熱定律概括為了溫度場的一個(gè)線性偏微分方程。接下來，張朝陽以一個(gè)有限長度的一維導(dǎo)熱棒的實(shí)例分析，向聽眾們介紹了求解線性偏微分方程的一般方法論：采用分離變量法獲得可能解的形式，然后根據(jù)邊界條件找到對解的約束，最后通過初始條件得到解的確定形式。在分析過程中，張朝陽也向聽眾介紹了Fourier級(jí)數(shù)的概念和相關(guān)性質(zhì)。

在課程之中，張朝陽從有限邁向無限。對無限長一維導(dǎo)熱問題的求解中，張朝陽證明了Fourier三角變換和復(fù)指數(shù)變換之間的關(guān)系。通過形式更加簡潔的復(fù)指數(shù)變換形式，張朝陽向聽眾介紹了物理學(xué)中重要的Green函數(shù)方法，并展示該方法普遍地處理初值問題中蘊(yùn)含的強(qiáng)大威力。最后，張朝陽顯式地計(jì)算了一維無限長熱傳導(dǎo)問題的Green函數(shù)，為廣大觀眾帶來了一節(jié)深?yuàn)W充實(shí)的物理課。

截至目前，《張朝陽的物理課》已直播一百余期，內(nèi)容豐富、覆蓋廣泛，理論公式由淺入深、繁簡交融。從去年11月開啟第一節(jié)物理直播課，他先是從經(jīng)典物理學(xué)開始，科普了牛頓運(yùn)動(dòng)定律等；而后從經(jīng)典物理的“兩朵烏云”說起，向近現(xiàn)代物理過渡，探討了黑體輻射理論中的維恩公式、普朗克公式等知識(shí)。

此后逐步進(jìn)入量子力學(xué)領(lǐng)域，從基礎(chǔ)的薛定諤方程等理論內(nèi)容，到氫原子波函數(shù)，再到氣體定容比熱的溫度階梯，并順勢講解了熱力學(xué)定律。接著回到了經(jīng)典物理，推導(dǎo)出飛船運(yùn)行軌跡，估算太陽的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)以及中子星的自轉(zhuǎn)速度，隨后講解了陀螺的進(jìn)動(dòng)，還計(jì)算出月球的潮汐高度。緊接著開始介紹狹義相對論的四維語言，并逐步過渡到了電磁學(xué)。

《張朝陽的物理課》的直播風(fēng)格獨(dú)樹一幟：以演算物理為特色，注重從日?，F(xiàn)象引入，通過一步一步詳盡計(jì)算和硬核推導(dǎo)，理解自然界的基本規(guī)律。

據(jù)了解，《張朝陽的物理課》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”，觀看直播及往期完整視頻回放；關(guān)注“張朝陽的物理課”賬號(hào)，查看課程中的“知識(shí)點(diǎn)”短視頻；此外，還可以在搜狐新聞APP的“搜狐科技”賬號(hào)上，閱覽每期物理課程的詳細(xì)文章。

除了《張朝陽的物理課》外，在直播方面，搜狐視頻正持續(xù)打造知識(shí)直播平臺(tái)，邀請各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的頭部播主入駐，進(jìn)行科普知識(shí)直播。在“科學(xué)的浪漫”公開課中，清華大學(xué)化學(xué)博士、化學(xué)工程師、科普作家孫亞飛帶你探究“中國媒娥探測器的材料秘密”；中國科學(xué)院國家授時(shí)中心副研究員、中國科學(xué)院青年促進(jìn)會(huì)會(huì)員、國際天文學(xué)會(huì)會(huì)員陳江教會(huì)你“古人如何準(zhǔn)確測算重要節(jié)日時(shí)間”；天文科普播主、科學(xué)隊(duì)長聯(lián)合創(chuàng)始人魏朝博講解“月球?qū)τ谌祟惖囊饬x”；北京師范大學(xué)系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院副教授、博士生導(dǎo)師崔曉華分享“天體運(yùn)動(dòng)如何變軌”……未來將有更多知識(shí)主播入駐搜狐視頻，一同玩轉(zhuǎn)科學(xué)，探索不同領(lǐng)域。