《张朝阳的物理课》继续讨论氢原子问题 求解薛定谔方程的角向

1月23日12时,《张朝阳的物理课》第二十二期开播 。搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳坐镇搜狐视频直播间,继续讨论氢原子问题 。上节课已经将氢原子定态薛定谔方程分为径向部分与角向部分,这节课主要求解薛定谔方程的角向部分 。
为了寻求角动量平方及z方向角动量的共同本征函数,本节物理课利用分离变量法,将角向部分的z轴转动部分独立出来,剩余部分得到连带勒让德方程,求解连带勒让德方程,并把结果归一化可得到最终的球谐函数,最终解得了氢原子波函数的角向部分,在求解的过程中还发现了量子力学特有的分立性 。
“20多堂课听下来,大家都有了一定的基础 。现在你们都成了‘高年级’学生,我会讲的更快一点 。”张朝阳向直播间里的网友问好,并在小白板上写下:“氢原子问题继续 。”从第十六期开始,张朝阳一直再讨论量子力学 。“在量子力学里面,我们要做什么?”他讲解道,“找到尽可能多的算符,这些算符是可对易的,可以描述系统的态 。在定态的薛定谔方程中,寻找一组可对易的哈密顿算符 。要解决氢原子问题,就要做到这些 。”
直播尾声,张朝阳告诉网友,“今天终于触摸到氢原子的波函数在角向的分布,讲到l和m的关系,学到了量子化,解开了角向方程 。还有一步,下一课讲径向方程 。这样就解出氢原子的全貌 。”
自2021年11月5日至今,《张朝阳的物理课》已直播二十余期 。通过观察日常生活现象、用网友最熟悉的话题来提升兴趣,再以公式推导的方式解释其背后的物理原理,“透过现象看本质”,进而反过来解决生活中的类似问题 。
张朝阳认为研究自然界是特别有意思的事情,他希望物理课的受众能保有好奇心,“在好奇心驱使下,了解自然界的奥秘,了解我们在这个世界生存的道理” 。在后续课程中,他还将继续以这种直播风格解释生活中常见的物理现象,让普通人能够听懂、专业人士也能认可,激发科学学习的热潮 。
该课程于每周周五、周日12时在搜狐视频直播 。同时,网友可以在搜狐视频“关注流”中搜索“张朝阳”,观看往期完整视频回放 。
【《张朝阳的物理课》继续讨论氢原子问题 求解薛定谔方程的角向】除《张朝阳的物理课》外,搜狐视频也邀请多位通识教育播主,直播科普知识,传递价值 。北京交通大学理学院教师陈征博士玩起了“奇趣的科学实验”,走进“光的波粒二象性”;康奈尔大学物理化学博士包坤,化身“包大人玩科学”,教普通人看懂2021年诺贝尔奖;还有天体物理博士刘博洋科普“日全食是怎么产生的”等,近期走红的理论物理博士后周思益,也来搜狐视频开通“弦论世界”直播课 。未来,还将有更多知识播主入驻,一起互动玩转科学 。