《张朝阳的物理课》继续玩转黑体辐射公式 原来太阳表面温度可以这么算

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如何计算太阳表面的温度？宇宙大爆炸后残留的遗迹有什么？12月10日12时，《张朝阳的物理课》第十期开播。搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳坐镇搜狐视频直播间，结合第八、九课提到的瑞利-金斯公式和普朗克公式，继续介绍维恩公式，据此计算出太阳表面温度，并指出人体辐射为何昼夜有别。由此，《张朝阳的物理课》尝试探讨更多黑体辐射案例。

知识学习重在消化 复习物理学史上的“紫外灾难”

在八、九两期的物理课上，张朝阳依据经典统计力学导出的辐射公式，完成了“瑞利-金斯公式”的推导，该公式计算的结果与实验数据在高频段存在严重偏离，物理学史上称作“紫外灾难”，它深刻揭露了经典物理的局限性，从而对黑体辐射理论和近代物理学的发展起了重要的推动作用。

考虑到网友们能否消化，今天直播一开场，张朝阳决定先复习重点内容。他介绍说，1900年左右，瑞利、金斯用经典力学理论，计算出空腔内谐振子的黑体辐射曲线。但是，这条曲线在低频区跟实验符合得非常好，在高频区却差别很大，造成著名的紫外灾难。

（张朝阳画出黑体辐射曲线，讲解可见光区域。）

而后，他向大家介绍了量子力学中的黑体辐射公式，引入普朗克常数h，提出了关于能级的假定，使得计算结果在短波长区域时，辐射强度也不会无限增加，而是呈现下降的趋势，与实验结果完美符合。

数学运算是《张朝阳的物理课》的最大特色。边说边算边画，小白板上再次出现瑞利-金斯公式和普朗克黑体辐射公式。提到为何在计算中使用圆频率，张朝阳解释，“因为谐振波是按照三角函数规律变化的，物理上使用圆频率更加直观、方便，也易于计算。”他说，“频率的2π倍叫圆频率，即ω=2πf=2π/T。”圆频率是描述物体振动快慢的物理量，与振动系统的固有属性有关，常用符号ω表示。

他还提醒网友，“普朗克常数非常小，只有6.62×10−34 (J·s)”，但它深刻影响了微观尺度下世界的运行规律。

黑体辐射公式应用案例有哪些 维恩公式计算出太阳表面温度

根据普朗克黑体辐射公式，张朝阳画出太阳的黑体辐射曲线，区分出红光区、蓝光区、及其外侧的红外区和紫外区。对人类而言的可见光，即从红橙到蓝紫，恰好覆盖太阳光谱中间的这部分区域。

“黑体辐射非常普遍，太阳发出的电磁波自然也是按照这个曲线分布，但为什么红光和蓝紫光恰好卡住可见光呢？”他适时与网友互动，“因果关系要搞清楚，是先有了太阳和地球，然后才有了人类……地球上的动物需要对太阳光中主体频率范围的那部分光比较敏感，才能适应白天的活动，更好地生存下来。”

“人体的黑体辐射在红外区，到了可见光区基本上就没有了。所以，夜视镜能看见黑夜中的人体，是因为人体辐射出红外线。”他也指出，“白天眼睛直接观察人体表面，看到的就不是黑体辐射了，而是反射光”。一番讲解分析，让网友们大赞涨知识。

那么，发出白色光芒的太阳，表面温度有多少呢？张朝阳将普朗克黑体辐射公式简化，以推导温度与峰值波长之间的关系。求峰值波长的话，让函数的导数等于0就可以了。通过演算，他得出结论，“对于任何黑体辐射，峰值波长与其温度的乘积等于一个常数，数值为2.898乘以10的-3次方。”，这就是维恩定律（维恩位移定律）。1893年，德国物理学家威廉·维恩通过对实验数据的经验总结提出该定律，它是更为广义的普朗克黑体辐射定律的一个直接推论。

（张朝阳引入维恩公式，计算普适常数。）

利用维恩公式，即可算出太阳表面温度约在5500℃左右。他推论说，“太阳看起来是白色的，如果你看到某星体偏红色，就可以推测它的表面温度可能比太阳低，比如4000℃。”

第十课的重点在于复习黑体辐射公式，为接下来讲解该公式的应用奠定基础，比如宇宙大爆炸后残留的背景辐射要如何理解？张朝阳预告，在周日的课程中，《张朝阳的物理课》将针对黑体辐射公式的应用，再讲更多案例。

搜狐视频发力知识直播 不仅传播知识更训练科学素养

自11月5日至今，《张朝阳的物理课》已直播十期。在第一、二课中，张朝阳科普了“力”和“速度”，算出马斯克的飞船和中国空间站每日绕地飞行圈数；第三、四课的内容则和“振动”相关，科普了可见光的基本知识，解释了早中晚的太阳颜色为何不一样，以及蓝色天空的秘密。第五、六课引发了关于音速和温度的大讨论。第七、八、九期则重温经典力学的两朵乌云，带领网友触摸量子力学。第十课则重点回顾黑体辐射曲线，试图重回137亿年前的宇宙。

观察生活现象+解释背后原理+推导演算公式，结合十期物理课可以看出，《张朝阳的物理课》是从日常现象引入，帮助网友理解现象，提升兴趣，再“透过现象看本质”，解释知识点，推演过程，反过来解决生活中的问题。

“物理是算出来的，玄乎其玄的科幻概念和实证有区别。”张朝阳认为学习物理并不轻松，但每个人不要觉得可能学不会而不去学，恰恰相反，聪明在于过程，看起来枯燥的物理知识，经过分解后再理解，不比生活中的其他事更困难。张朝阳鼓励网友打破思维的边界，科学学习，希望每个人对这个世界，充满更多的好奇心与勇气。

显然，《张朝阳的物理课》不仅仅是知识的传播，更在于对知识获得过程的数学推演，把解决问题的方法教给用户，而不是直接给答案。这样做，还能训练和提升用户的科学素养。这些正是课程价值所在，也是搜狐视频知识直播与众不同的特色之一。

更多通识类播主入驻搜狐视频 科普知识一起玩转科学

观看直播的网友发现，通过“直播白板”，可直观了解学习重点。另有“课代表”将课堂笔记，发布在搜狐新闻客户端“关注流”上，方便查漏补缺。笔记内容的可追溯性和可分享性，也大大释放了搜狐视频的内容活力和传播价值。

在后续的课程中，张朝阳将进一步解释宇宙大爆炸相关问题。通过网友最熟悉的话题，深入浅出，解释现象，探寻物质世界的原理。达到专业人士认可，普通人能听懂的效果，并借此激发科学学习的热潮。该课程于每周周五、周日12时在搜狐视频直播。

除了《张朝阳的物理课》，搜狐视频还邀请更多通识类播主，科普知识，传递价值。北京交通大学理学院教师陈征博士玩起了“奇趣的科学实验”，走进“光的波粒二象性”；康奈尔大学物理化学博士包坤，化身“包大人玩科学”，教普通人看懂2021年诺贝尔奖；还有天体物理博士刘博洋科普“日全食是怎么产生的”等。未来，还将有更多知识播主入驻，一起玩转科学。

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