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

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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