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微波炉为什么能加热食物?张朝阳的物理课来解答

来源:江南体育综合APP下载   
发布时间:2023-10-14 07:38:02
  
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  荡秋千和重力加速度有什么关联?微波炉为什么能加热食物?11月14日,《张朝阳的物理课》第四期开讲,搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳坐镇直播间,继续“玩转”牛顿定律。

  作为麻省理工学院的物理学博士,张朝阳在直播中重新操起“老本行”。从11月5日开始,《张朝阳的物理课》已经直播四期。在本期的直播课程中,张朝阳依然从常见现象入手,抛出一个问题:微波炉如何加热食物?他不急于解释,而是讲起“简谐运动”。

  张朝阳画了弹簧和小球,弹簧一端连接小球。假设弹簧的劲度系数是k,小球质量为m,计算出小球做简谐振动,得出弹簧对小球的拉力,以及小球的振幅。“周五那天讲了电场和磁场,它们会扰动空气分子。今天增加了有外力驱动的情况下,方程的运算。就是刚才说的简谐运动。”张朝阳说。

  “简谐振动”在生活中很常见,他举了荡秋千和大部队过桥的例子。秋千的摆动频率是由绳子长度和重力一起决定的。秋千本身的频率是一定的,当外界的力的作用的频率和秋千的频率相同时,就会越荡越高。大部队过桥也是同样道理,桥也有固定频率,如果队伍的步伐和桥固有频率一样,桥就有坍塌危险。

  这个原理也适用于微波炉。食物一般都含有水分。水分子是极性分子,遇上电场,它会调整方向。微波电场的转动频率恰好与水分子频率一致,水分子的转动始终会被转动的电场加速,从而不断获得能量,这也是共振现象。“共振过程中,水分子振荡得越来越剧烈,能量慢慢的升高,食物就热了。”在直播中,张朝阳还提醒一个生活小常识:为什么瓷碗能够适用于微波炉,而金属碗不行。“微波可以穿透瓷碗,从内到外加热食物。但金属碗带电,会反射微波。”他解释。

  《张朝阳的物理课》不仅解释了生活中常见现象背后的原理,还层层深入,将知识点落到物理公式上。他通过第一宇宙速度、第二宇宙速度、库伦定律、简谐运动等,层层递进,步步演算,得出了瑞利散射、单摆、物理摆的公式。

  讲解过程中,他不断提示警醒我们,每堂课的后半段有很多运算,涉及大学、中学物理和数学,会比较难。“听不懂没关系。可以把我讲的分解成模块,一个不懂,听下一个,不要卡住。”如果理解困难,网友可在“关注流”观看回放,通过“直播白板”复习。也有“课代表”将每堂课的笔记,发布在搜狐新闻客户端“关注流”上,便于随时查漏补缺。

  观察生活现象+解释背后原理+推导演算公式,结合四期《张朝阳的物理课》能够准确的看出,直播课程都是从日常现象引入,先帮助网友理解现象,提升兴趣,接着“透过现象看本质”,解释物理知识,反过来解决生活中的问题。

  据了解,在未来课程中,张朝阳还会科普光速的问题、潮汐的秘密等日常现象中涉及到的物理知识。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,达到专业技术人员认可,普通人能听懂的效果,借此激发科学学习的热潮。(科文)

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