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微波炉为什么能加热食物?《张朝阳的物理课》告诉你金属碗和瓷碗区别

时间:2022-11-12 16:20 点击:

  11月15日消息,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12时,《张朝阳的物理课》第四期开讲,搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳坐镇搜狐视频直播间,对这一问题进行了解答。

  

  微波炉为什么能加热食物?

  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。

  简谐振动在生活中非常常见,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,当外力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,能量越来越高,食物就热了。在直播中,张朝阳还提醒一个生活小常识:为什么瓷碗可以用于微波炉,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。

  利用数学模型推导物理公式进行实证鼓励网友打破思维边界

  《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,他不断提醒大家,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,网友可在搜狐视频关注流观看回放,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》可以看出,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。

  在第一、第二期直播中,张朝阳科普了力和速度,并现场计算出了马斯克的飞船和中国空间站每日绕地球飞过的圈数;而第三、四期的内容则一脉相承,都和振动相关,科普了可见光的基本知识,解释了早中晚太阳颜色不一样的原因,以及天空呈现蓝色的秘密。

  这也印证着课堂开始的观点:物理是算出来的,玄乎其玄的科幻概念和实证有区别。张朝阳认为虽然物理并不轻松,但每个人不应该觉得自己可能学不会一件事而不去学,恰恰相反,聪明在于过程,看起来枯燥的物理知识如果经过分解后再理解,并不一定比生活中的事更困难。张朝阳鼓励网友应该打破思维的边界,科学学习,希望每个人都能对这个世界充满更多的好奇心与勇气。

  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,达到专业人士认可,普通人能听懂的效果,借此激发科学学习的热潮。