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實驗室的微波爐可以加熱食物嗎
實驗室的微波爐可以加熱食物嗎
更新时间:2024-06-24 11:38:01

蕩秋千和重力加速度有什麼關聯?微波爐為什麼能加熱食物?11月14日,《張朝陽的物理課》第四期開講,搜狐創始人、董事局主席兼CEO張朝陽坐鎮搜狐視頻直播間,繼續“玩轉”牛頓定律。

實驗室的微波爐可以加熱食物嗎(微波爐為什麼能加熱食物)1

微波爐為什麼能加熱食物? 物理課通過生活現象解釋原理

作為麻省理工學院的物理學博士,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》已經直播四期。在本期的直播課程中,張朝陽依然從常見現象入手,抛出一個問題:微波爐如何加熱食物?他不急于解釋,而是講起“簡諧運動”。

張朝陽畫了彈簧和小球,彈簧一端連接小球。假設彈簧的勁度系數是k,小球質量為m,計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動的情況下,方程的運算。就是剛才說的簡諧運動。”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,當外力作用的頻率和秋千的頻率相同時,就會越蕩越高。大部隊過橋也是同樣道理,橋也有固定頻率,如果隊伍的步伐和橋固有頻率一樣,橋就有坍塌危險。

這個原理也适用于微波爐。食物一般都含有水分。水分子是極性分子,遇上電場,它會調整方向。微波電場的轉動頻率恰好與水分子頻率一緻,水分子的轉動始終會被轉動的電場加速,從而不斷獲得能量,這也是共振現象。“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,張朝陽還提醒一個生活小常識:為什麼瓷碗可以用于微波爐,而金屬碗不行。“微波可以穿透瓷碗,從内到外加熱食物。但金屬碗帶電,會反射微波。”他解釋。

利用數學模型推導物理公式進行實證 鼓勵網友打破思維邊界

《張朝陽的物理課》不僅解釋了生活中常見現象背後的原理,還層層深入,将知識點落到物理公式上。他通過第一宇宙速度、第二宇宙速度、庫倫定律、簡諧運動等,層層遞進,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,每堂課的後半段有很多運算,涉及大學、中學物理和數學,會比較難。“聽不懂沒關系。可以把我講的分解成模塊,一個不懂,聽下一個,不要卡住。”如果理解困難,網友可在搜狐視頻“關注流”觀看回放,通過“直播白闆”複習。也有“課代表”将每堂課的筆記,發布在搜狐新聞客戶端“關注流”上,便于随時查漏補缺。

觀察生活現象 解釋背後原理 推導演算公式,結合四期《張朝陽的物理課》可以看出,直播課程都是從日常現象引入,先幫助網友理解現象,提升興趣,接着“透過現象看本質”,解釋物理知識,反過來解決生活中的問題。

據了解,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象中涉及到的物理知識。通過設置一個個話題,以深入淺出的講解方式,利用物理學解釋生活現象,達到專業人士認可,普通人能聽懂的效果,借此激發科學學習的熱潮。(科文)

來源: 光明網

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