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结合理想气体状态方程,《张朝阳的物理课》推导麦克斯韦速度分布律

2022-02-19 19:17:34来源: IT之家

2 月 18 日 12 时,《张朝阳的物理课》第二十九期准时开播。搜狐创始人、董事局主席兼 CEO 张朝阳坐镇搜狐视频直播间,探究玻尔兹曼分布,并以重力场和速度场为例进行讲解。通过建立空气密度、重力、温度、压差之间的关系,推导得到空气粒子数密度随重力势能的分布;利用速度各分量的独立性、各向同性、理想气体状态方程等,推导得到麦克斯韦速度分布律,体现粒子数密度随动能的分布。两者均符合玻尔兹曼分布。这些也为解释大气中氢气含量之低提供了一个物理的视角。“我们花了很长时间,研究量子力学和它的典型应用。先是氢原子能级,后来是双原子分子。”张朝阳开场直奔主题,“今天要研究玻尔兹曼在重力场和速度场的分布。“玻尔兹曼分布:高处空气更稀薄? 微分方程来建模上节课,张朝阳利用玻尔兹曼分布,解释温度很低时自由度会被冻结,导致能量均分定理失效,最终得出比热容随温度的阶梯图。同时,计算粒子平均振动能以及普朗克黑体辐射时,也都用到了玻尔兹曼分布,足见其重要性

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