【自营包邮】张朝阳的物理课 张朝阳 著 麻省理工学院物理学博士 搜狐创始人 中信出版社

空间站的速度有多快？

微波炉为什么能加热食物？

为什么天空是蓝的而云朵是白的？

太阳究竟有多大有多重？

如何解释潮汐现象？

“张朝阳的物理课”是火遍全网的烧脑在线课程，以高密度知识输出赢得超高人气。

在本书中，张朝阳通过设置一个个话题，以深入浅出的讲解方式，利用物理学解释生活现象，由日常随处可见的生活现象引入，再以公式推导的方式解释其背后的物理原理，以此达到专业人士认可，普通人能听懂的效果，借此激发科学学习的热潮。

张朝阳

搜狐创始人、董事局主席兼首席执行官。

1986年毕业于清华大学物理系，同年考取李政道奖学金（CUSPEA）赴美留学，1993年底在美国麻省理工学院（MIT）获得博士学位，并继续在MIT从事博士后研究。1996年持风险资金，回国创立爱特信公司，并于1998年推出“搜狐”产品，同时将公司更名为搜狐公司。

在搜狐视频打造知识直播平台的背景下，《张朝阳的物理课》于 2021年 11月5日开播，每周周五、周日中午12时，张朝阳在搜狐视频上直播开讲物理。目前已经开讲了一百多课，本书是前50讲的内容。

读者可以在搜狐视频App“关注流”中搜索“张朝阳”，观看直播及往期完整视频回放；关注“张朝阳的物理课”账号，查看课程内容短视频；此外，还可以在搜狐新闻 App的“搜狐科技”账号上，阅览每期物理课的详细文章。

自序

小学的时候，我是在外面奔跑玩耍中长大，这奠定了我后来好的体魄及三维空间的直接体验。

中学开始，中国恢复了高考制度，我开始发奋读书。在所有科目里，我发现数学和物理最讲道理，我清楚地记得牛顿第一定律让我理解了公共汽车突然刹车后发生的事情的那一刻—哦，原来是这样！我是在五机部工厂大院长大的，我父母都是医生，那个年代，“听诊器”和“方向盘”很吃香，子弟中学的老师跟我父母关系很好。有一天我妈跟没代过我课的最牛的物理老师说：“李老师，考考朝阳哦，看看他水平咋样。”我星期天去李老师办公室，他出题：在有摩擦力的斜面上一个物体什么时候不往下滑？我两分钟给出答案：μ ≥ tanθ 。李老师显得很高兴，但没说什么，只是说“你回去吧”。后来我妈告诉我，李老师说我是个人才，哈哈哈。

中学的我，物理大爆发，兴趣浓厚，考试也没什么压力，物理竞赛得过第一名，也下定决心今后要成为一名物理学家。后来，大学时代，全国的尖子都放一块儿，80 年代，人们都很单纯幼稚，没有PC，没有手机，没有互联网，甚至没有固定电话，脑子里只有几根筋，尖锐的几根筋支撑起的人生目标，局部压强极大，每个人都希望自己是最聪明、最可能当科学家的那一个，考试成绩变得如生死般重要，不因为就业、赚钱，而因为人的自我价值、自我判断。我们拼命地做习题，为了考试不出错，苏联的“吉米多维奇”上的题做了不少。考试出错扣分带来了挫败感和伤害，后来很多年这种挫败感以及异国他乡的亚文化孤独是我的人生底色，我变得厌学、拖延和叛逆????

时间快进到几年前，我已经重整了价值观，在人生过半的年月，满血复活。我看到的是一个充满意义的新的地平线，这个价值观的核心是，每个人来到世上，是带着责任和使命的，人生际遇分配给你的角色，你有责任尽最大的努力去完成。我环顾四周看看我能做点儿什么。其他的事情就不说了，如果我以前有物理的背景，那么构成过去两百年人类科技进步的基础的神奇的物理，我居然没有搞懂，那不是没有尽到此生的责任吗？在复活的这几年，厌学已经荡然无存，我又像中学时期的我，如饥似渴，学习一切。

在朋友圈看到描述理查德·费曼的学习方法的文章：一是围绕一个问题，翻阅资料，研究，而不是把一本书从头看到尾；二是写下来（自己推导）；三是讲给别人。这个方法我深表赞同，我叫它研究式学习。其实几百万年前智人从树上下来，围猎聚餐，在交流中发展了认知与语言。玻尔的哥本哈根学派就是在讨论争吵中窥视到了量子力学的真谛。所以我需要表达！

而这短视频、直播的年代，每个人可以容易地获得听众。哈哈哈！2021年的11月5日，《张朝阳的物理课》直播开张。

这研究式学习一发不可收拾，大半年过去了，每周我确立兴奋点（主题），读一些资料，自己进行推导计算，写成讲稿，直播上课。课后再与几位来自中科院、清华大学等单位的博士生涂凯勋、李松、葛伯宣、张圣杰等讨论一小时，并由他们写成文字，剪成视频，这个循环已经进行了100 多次，本书是前 50 节课的内容。

于是有了此书。可以挑着看，跳着看，结合搜狐视频上的“张朝阳”账号的全程回放以及“张朝阳的物理课”的二创短视频一块儿看。书中可能有不严谨的地方，欢迎大家一起探讨????

Enjoy reading and calculating!

张朝阳

2022年五一假期

自序

第一部分 经典力学问题

牛顿定律与守恒量专题 002

空间站的速度有多快？——初识牛顿运动定律和万有引力 003

在力的作用下物体的动能怎么改变？——介绍能量守恒与动量守恒 009

均匀球体的引力可否等效到球心？——推导球坐标系的体积微元 015

卫星如何绕地飞行？——推导卫星轨迹方程 024

空间 站受到扰动会不会掉下来？——第二宇宙速度及空间站扰动问题 034

花样滑冰怎样才能转得更快？——质点系的运动定律和角动量定理 044

陀螺仪为什么能定位方向？——讨论飞轮进动的原理 055

振动和波专题 063

微波炉为什么能加热食物？——振动方程和共振现象 064

琴弦的频率该怎么调？——推导并求解琴弦的波动方程 072

声音的速度和什么有关？——推导空气的声波方程和声速 079

第二部分 光电问题

电磁波与光的散射 088

蓝天红日白云朵，光的散射现象多 095

第三部分 热力学与统计物理问题 101

热力学定律专题 102

绝热过程中压强与体积有何关系？——讲解热力学基本定律103

熵是什么？——探讨热力学第二定律109

熵为何不能减小？——再探热力学第二定律116

温度与温标专题 123

氧气含量为什么随着高度降低？——分析理想气体状态方程及分子数密度随高度的变化

热力学温标与理想气体温标为何一致？——推导理想气体状态方程 131

统计物理专题 136

经典力学的绝热指数为何与实验不符？——推导理想气体的绝热方程 137

定容比热为何会随温度成阶梯状？——探究双原子分子的比热问题 144

大气中氢气含量为何低？——推导麦克斯韦速度分布律150

第四部分 黑体辐射问题 157

黑体辐射，瑞丽金斯公式的推导第一部分158

瑞丽金斯公式推导第二部分，及普朗克修正、黑体辐射公式164

从普朗克黑体辐射公式看维恩位移定律174

计算太阳的光强与推导斯特藩定律179

第五部分 量子力学问题 187

量子力学基础专题

量子力学诞生的背景——进军量子力学

波粒二象性——量子力学的核心特点

薛定谔方程——量子力学的牛顿定律

求解(定态)薛定谔方程——以无限深方势阱为例

从“氢”开始研究

求解氢原子模型（一）——将二体问题化为单体问题

求解氢原子模型（二）——哈密顿量算符径向与角向分离

求解氢原子模型（三）——求解薛定谔方程的角向部分

求解氢原子模型（四）——氢原子径向波函数

从原子走向化学——分析多电子原子262

求解谐振子模型——量子力学更广泛的应用274

双原子分子的光谱问题——结合氢原子和谐振子281

第六部分 相对论问题 287

狭义相对论专题

迈克尔逊—莫雷实验，洛伦兹变换，时间膨胀，长度缩短289

洛伦兹变换推导，质量速度关系推导，质量能量关系推导303

狭义相对论应用实例313

第七部分 天体物理 321

太阳专题

太阳究竟有多大、有多重？——对常见天文常量的估算323

太阳的寿命有多长？——估算太阳的寿命和太阳形成所花的时间 330

太阳的中心温度等于多少？——探讨太阳内部结构336

光竟然具有压力？——探讨太阳辐射层光压能否辅助气压抵抗引力 345

太阳对流层的对流速度有多大？——借助光的多普勒效应354

潮汐专题

怎么解释潮汐现象（上）？——求解地月系统的离心势能与引力势能 361

怎么解释潮汐现象（下）？——计算潮汐高度368

太阳也有潮汐力？——计算太阳引力对地月系统的影响376

中子星专题 384

中子星自转有多快？——中子星的起源与自转角速度