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能量不足的粒子还能穿透屏障吗? 《张朝阳的物理课》解密粒子在阶梯势场中的运动

时间:2024-05-19 16:58:10 科技赋能

如果能量不够,粒子还能穿过阶梯势垒吗?为什么弹回的粒子不直接在屏障表面上起飞?如何理解反射中发生的相移? 4月9日中午12点,《张朝阳的物理课》第一期上线。

搜狐创始人、董事局主席和CEO张朝阳坐在搜狐视频直播间。

他们首先回顾了具有足够能量的粒子有概率在阶梯势垒中被反射,也有概率“爬上去”。

《天梯》继续传播这个结论,然后转而讨论相同势场中能量不足的粒子的运动行为。

张朝阳从结果中发现,这个粒子会被势垒完全反射回来,这与我们从经典物理学中得到的经验是一致的。

但与刚性球的反弹不同,微观粒子在被反射之前可以继续深入势垒一定距离。

即,发生所谓的穿透现象,其给予反射波额外的相移。

直播课上,张朝阳首先回顾了上节课中具有足够能量的粒子在阶梯势场中的运动行为。

通过计算,我们知道这个粒子会有机会“爬上梯子”继续向前传播,也有一定概率会被障碍物反射而向后传播。

然后,张朝阳转而思考:如果粒子能量不足,它如何面对同样的势垒呢?经过计算,他发现粒子会被势垒完全阻挡,或者完全反射回来。

不过值得注意的是,即使粒子无法越过这个势垒继续向前传播,它仍然有概率深入到势垒一定距离。

说明此时势垒内的波函数不是传播函数,而是衰减函数。

此外,为了更好地理解穿透行为,张朝阳引入了窄波包模型,仔细计算了其入射部分和反射部分的传播行为。

他发现,虽然入射波是以一定群速度向前传播的波包,而反射部分是以相同速度向后传播的波包,但后者需要更多的时间才能再次到达势垒表面并开始传播。

才能真正融入。

反思过程。

这个时间称为延迟时间,它与反射波函数中的相移直接相关,反映了进入势垒的粒子的来回运动。

截至目前,《张朝阳的物理课》已直播百余场,内容丰富、覆盖面广。

理论公式由浅入深,传统与简单相结合。

自去年11月开办第一堂物理直播课以来,他首先从经典物理入手,普及牛顿运动定律。

随后他从经典物理学的“两朵乌云”开始,过渡到现代物理学,讨论了黑体辐射。

维恩公式、普朗克公式等理论知识。

此后,他逐渐进入量子力学领域,从薛定谔方程等基础理论内容,到氢原子的波函数,再到气体定体积比热的温度阶梯,沿途解释了热力学定律。

道路。

然后我们回到经典物理学,推导了航天器的轨迹,估计了太阳的结构和性质以及中子星的旋转速度。

然后解释了陀螺仪的进动,并计算了月球的潮汐高度。

随后他开始引入狭义相对论的四维语言,并逐渐过渡到电磁学。

然后,我们从阿基米德浮力定律出发,讲解流体力学最重要的NS方程以及流体力学在生活中的应用。

最近,传热方程已被用来解释生活中的热量传递。

《张朝阳的物理课》的直播风格独特:以计算物理为特色,重点介绍日常现象,通过一步一步的详细计算和硬核推导来了解自然的基本规律。

据了解,《张朝阳的物理课》将于每周五、周日中午12点在搜狐视频直播。

网友可在搜狐视频“关注直播”中搜索“张朝阳”观看直播及往期完整视频回放;关注“张朝阳《物理课程》账号,查看课程中的“知识点”短视频;此外,您还可以在搜狐新闻APP的“搜狐科技”账号上阅读每门物理课程的详细文章。

除了《张朝阳的物理课》之外,在直播方面,搜狐视频正在持续打造知识直播平台,邀请各科普领域的领军主播在搜狐视频科普大讲堂《神奇的她·三月》中进行科普知识直播。

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