微波爐為什么能加熱食物？《張朝陽的物理課》告訴你金屬碗和瓷碗?yún)^(qū)別

11月15日消息，蕩秋千和重力加速度有什么關(guān)聯(lián)？微波爐為什么能加熱食物？11月14日12時(shí)，《張朝陽的物理課》第四期開講，搜狐創(chuàng)始人、董事局主席兼CEO張朝陽坐鎮(zhèn)搜狐視頻直播間，對這一問題進(jìn)行了解答。

微波爐為什么能加熱食物？

作為麻省理工學(xué)院的物理學(xué)博士，張朝陽在直播中重新操起“老本行”。從11月5日開始，《張朝陽的物理課》已經(jīng)直播四期。在本期的直播課程中，張朝陽依然從常見現(xiàn)象入手，拋出一個(gè)問題：微波爐如何加熱食物？他不急于解釋，而是講起“簡諧運(yùn)動”。

張朝陽畫了彈簧和小球，彈簧一端連接小球。假設(shè)彈簧的勁度系數(shù)是k，小球質(zhì)量為m，計(jì)算出小球做簡諧振動，得出彈簧對小球的拉力，以及小球的振幅。“周五那天講了電場和磁場，它們會擾動空氣分子。今天增加了有外力驅(qū)動的情況下，方程的運(yùn)算。就是剛才說的簡諧運(yùn)動。”張朝陽說。

“簡諧振動”在生活中非常常見，他舉了蕩秋千和大部隊(duì)過橋的例子。秋千的擺動頻率是由繩子長度和重力一起決定的。秋千本身的頻率是一定的，當(dāng)外力作用的頻率和秋千的頻率相同時(shí)，就會越蕩越高。大部隊(duì)過橋也是同樣道理，橋也有固定頻率，如果隊(duì)伍的步伐和橋固有頻率一樣，橋就有坍塌危險(xiǎn)。

這個(gè)原理也適用于微波爐。食物一般都含有水分。水分子是極性分子，遇上電場，它會調(diào)整方向。微波電場的轉(zhuǎn)動頻率恰好與水分子頻率一致，水分子的轉(zhuǎn)動始終會被轉(zhuǎn)動的電場加速，從而不斷獲得能量，這也是共振現(xiàn)象。“共振過程中，水分子振蕩得越來越劇烈，能量越來越高，食物就熱了。”在直播中，張朝陽還提醒一個(gè)生活小常識：為什么瓷碗可以用于微波爐，而金屬碗不行。“微波可以穿透瓷碗，從內(nèi)到外加熱食物。但金屬碗帶電，會反射微波。”他解釋。

利用數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)物理公式進(jìn)行實(shí)證鼓勵(lì)網(wǎng)友打破思維邊界

《張朝陽的物理課》不僅解釋了生活中常見現(xiàn)象背后的原理，還層層深入，將知識點(diǎn)落到物理公式上。他通過第一宇宙速度、第二宇宙速度、庫倫定律、簡諧運(yùn)動等，層層遞進(jìn)，步步演算，得出了瑞利散射、單擺、物理擺的公式。

講解過程中，他不斷提醒大家，每堂課的后半段有很多運(yùn)算，涉及大學(xué)、中學(xué)物理和數(shù)學(xué)，會比較難。“聽不懂沒關(guān)系。可以把我講的分解成模塊，一個(gè)不懂，聽下一個(gè)，不要卡住。”如果理解困難，網(wǎng)友可在搜狐視頻“關(guān)注流”觀看回放，通過“直播白板”復(fù)習(xí)。也有“課代表”將每堂課的筆記，發(fā)布在搜狐新聞客戶端“關(guān)注流”上，便于隨時(shí)查漏補(bǔ)缺。

觀察生活現(xiàn)象+解釋背后原理+推導(dǎo)演算公式，結(jié)合四期《張朝陽的物理課》可以看出，直播課程都是從日常現(xiàn)象引入，先幫助網(wǎng)友理解現(xiàn)象，提升興趣，接著“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”，解釋物理知識，反過來解決生活中的問題。

在第一、第二期直播中，張朝陽科普了“力”和“速度”，并現(xiàn)場計(jì)算出了馬斯克的飛船和中國空間站每日繞地球飛過的圈數(shù)；而第三、四期的內(nèi)容則一脈相承，都和“振動”相關(guān)，科普了可見光的基本知識，解釋了早中晚太陽顏色不一樣的原因，以及天空呈現(xiàn)藍(lán)色的秘密。

這也印證著課堂開始的觀點(diǎn)：“物理是算出來的，玄乎其玄的科幻概念和實(shí)證有區(qū)別。”張朝陽認(rèn)為雖然物理并不輕松，但每個(gè)人不應(yīng)該覺得自己可能學(xué)不會一件事而不去學(xué)，恰恰相反，聰明在于過程，看起來枯燥的物理知識如果經(jīng)過分解后再理解，并不一定比生活中的事更困難。張朝陽鼓勵(lì)網(wǎng)友應(yīng)該打破思維的邊界，科學(xué)學(xué)習(xí)，希望每個(gè)人都能對這個(gè)世界充滿更多的好奇心與勇氣。

據(jù)了解，在未來課程中，張朝陽還會科普光速的問題、潮汐的秘密等日常現(xiàn)象中涉及到的物理知識。通過設(shè)置一個(gè)個(gè)話題，以深入淺出的講解方式，利用物理學(xué)解釋生活現(xiàn)象，達(dá)到專業(yè)人士認(rèn)可，普通人能聽懂的效果，借此激發(fā)科學(xué)學(xué)習(xí)的熱潮。

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