张朝阳的物理课 第二卷

《张朝阳的物理课》是一门火遍全网的“烧脑”在线课程，以高密度知识输出赢得了超高人气。

在《张朝阳的物理课   第二卷》中，张朝阳以大自然的奥秘为引，运用基本的物理概念，“研算”现象背后的根本原因。从地上的涓涓流水到遨游深空的“旅行者号”，从大质量天体的形变到微小电子的振动，从沸水中的鸡蛋到北极绚丽的极光，本书对我们存在的世界进行了深入剖析。本书涵盖了牛顿力学、天体物理、电动力学、流体力学、热传导等多个领域的多个有趣的问题，不仅能够帮助读者用物理思维解密世界，还能提升数学水平。

张朝阳

搜狐创始人

董事局主席兼首席执行官

物理学博士

1986年毕业于清华大学物理系，同年考取李政道奖学金（CUSPEA）并赴美留学，1993年年底在美国麻省理工学院（MIT）获得博士学位，并继续在MIT从事博士后研究工作。1996年持风险资金，回国创立爱特信公司，并于1998年推出“搜狐”产品，同时将公司更名为搜狐公司。

第一部分  牛顿力学与天体物理

面积分可以转化成体积分？

——矢量分析及其在引力场中的应用·3

如何求引力场和引力势？

——高斯定理和泊松方程的应用·12

“旅行者号”如何摆脱太阳的引力束缚？

——物体在引力场中的轨道与引力弹弓效应·19

韦伯望远镜为什么在那么远？

——日地系统的拉格朗日点·27

地月公转会导致怎样的惯性势？

——引力势的勒让德展开及平动参考系·38

黑洞的意大利面效应指的是什么？

——详细计算潮汐力导致的海平面高度·46

为什么月球正不断远离我们？

——潮汐锁定效应及月球退行速率·58

如果月球离地球很近会被地球撕碎？

——计算洛希极限·65

地球为什么是个扁球体？

——计算地球自转导致的地球变形·72

第二部分 洛伦兹变换

数学上怎么表示旋转变换？

——转动的矩阵表示及度规的概念·79

狭义相对论的时空变换是怎样的？

——闵氏度规及时空变换矩阵·87

怎么从时空变换矩阵得到洛伦兹变换？

——洛伦兹变换及四维矢量·95

第三部分 电动力学

电磁学的公理是什么？

——麦克斯韦方程组及其物理意义·106

稳恒电流产生的磁场怎么求？

——安培环路定理和毕奥-萨伐尔定律·114

无穷大电流板产生的磁场是怎样的？

——继续求解电流的磁场·122

电阻的微观起源是怎样的？

——认识平板电容器和电阻·130

极光为什么会出现在地球两极？

——洛伦兹力及其应用·139

发电机的物理原理是什么？

——法拉弟电磁感应定律与安培-麦克斯韦定律·147

电磁波为什么是横波？

——电磁波动方程及其平面波解·155

可以给磁场定义一个矢量势场？

——稳恒电磁场的标量势与矢量势·162

一般情况下的磁矢势是怎样的？

——电磁势的推迟势解·169匀速运动点电荷的电磁势是怎样的？

——直接积分求解电磁势·181

洛伦兹力来源于电场力的洛伦兹变换？

——匀速运动点电荷的电磁场及其应用·191

振动点电荷会怎样辐射电磁波？

——用远场低速近似求振动点电荷的电磁势·200

瑞利散射功率为什么与频率的四次方成正比？

——电磁场的能流密度与振动点电荷的辐射功率·208

为什么电磁势构成四维矢量？

——电磁势构成四维矢量的一般性证明·214

折射率的微观起源是怎样的？

——光在介质中的速度与光的折射·221

磁荷不存在，那磁矩是什么？

——磁矩及其在外磁场中所受的力矩·232

磁场对磁矩的力矩会产生什么效应？

——顺磁、抗磁原理及磁矩在磁场中的力与势能·239

顺磁磁化强度怎么求？

——外磁场下的自旋能级与顺磁磁化强度·247

磁场会对原子能级产生怎样的影响？

——半经典的抗磁性、钠双线结构与正常塞曼效应·254

量子力学中的抗磁性是怎样的？

——带电粒子在磁场中的哈密顿量·263

第四部分 流体力学

如何计算水中物体的浮力？

——介绍流体力学基本概念·273

香蕉球的物理原理是什么？

——证明浮力定律与伯努利原理·281

怎么推导纳维尔-斯托克斯方程？

——黏性与应力张量·290

如何推导泊肃叶定律？

——求解圆柱管中稳恒层流的纳维尔-斯托克斯方程·303

三角管中黏性不可压缩流体的流量与什么有关？

——利用边界条件猜出纳维尔-斯托克斯方程的解·310

椭圆管中黏性不可压缩流体的流量与什么有关？

——对比不同截面形状的管的流量公式·317

黏性流体流速如何随时间演化（上）？

——求解圆柱管中非稳恒纳维尔-斯托克斯方程·324

黏性流体流速如何随时间演化（下）？

——贝塞尔函数的性质与傅里叶-贝塞尔级数·334

第五部分热传导

怎么定量分析热量的传导？

——傅里叶定律和热传导方程·345

两端接触冰水的细杆的温度如何变化？

——一维热传导方程的求解·353

绝热细杆的温度如何变化？

——熵增原理与半无限长情况的求解·362

水流中的球体温度怎么随时间演化？

——更一般的边界条件与三维热传导方程·370

水流中的柱体温度怎么随时间演化？

——柱坐标系下的热传导方程与傅里叶-贝塞尔级数·384

如何定量描述气体向金属内部的扩散？

——菲克定律与扩散方程·394

《张朝阳的物理课》是一门火遍全网的“烧脑”在线课程，以高密度知识输出赢得了超高人气。

在《张朝阳的物理课   第二卷》中，张朝阳以大自然的奥秘为引，运用基本的物理概念，“研算”现象背后的根本原因。从地上的涓涓流水到遨游深空的“旅行者号”，从大质量天体的形变到微小电子的振动，从沸水中的鸡蛋到北极绚丽的极光，本书对我们存在的世界进行了深入剖析。本书涵盖了牛顿力学、天体物理、电动力学、流体力学、热传导等多个领域的多个有趣的问题，不仅能够帮助读者用物理思维解密世界，还能提升数学水平。

张朝阳

搜狐创始人

董事局主席兼首席执行官

物理学博士

1986年毕业于清华大学物理系，同年考取李政道奖学金（CUSPEA）并赴美留学，1993年年底在美国麻省理工学院（MIT）获得博士学位，并继续在MIT从事博士后研究工作。1996年持风险资金，回国创立爱特信公司，并于1998年推出“搜狐”产品，同时将公司更名为搜狐公司。

与传统教科书系统介绍某一个物理主题不同的是，《张朝阳的物理课》（第二卷）更着重于物理问题本身，通过解决具体的物理问题不断学习新的物理知识。不管是从传播科学精神的角度，还是从通识教育普及的角度，这本书都很有意义。

孙昌璞 | 中国科学院院士，发展中国家科学院院士

这本书摒弃了传统物理教科书的模式，围绕精心挑选的物理问题展开演算和分析，体现了物理与日常生活的关联，富有启发性。

段文晖 | 中国科学院院士，清华大学物理系主任

当我走进张朝阳办公室时，超长办公桌上密密麻麻地叠满了写有公式推导的餐巾纸，墙边立着现代化电子黑板，他把好奇、想象、思辨、猜测、推理、尝试、探究融入于人生。希望大众通过阅读《张朝阳的物理课 第二卷》，热爱学习物理规律、掌握自然科学知识、了解天体物理是现代科学传奇之开篇华章且代表着物理研究的无尽前沿。

楼宇庆 | 清华大学物理系教授、CUSPEA学者、哈佛物理博士、海外杰青、长江学者、海智特聘专家

上知天文下知地理，其实都是懂物理。《张朝阳的物理课》（第二卷）从你看得懂、想理解的问题出发，通过有趣又硬核的解读和推导，带来了用得上、能吹牛的物理体验。

张双南 | 高能物理研究所研究员，“慧眼”天文卫星首席科学家

本书在不回避精确数学表达的同时，以丰富的视角和精练的叙述，生动而清晰地展现了物理学的魅力，令人回味无穷，能做到这一点的科学传播读物是十分少见的。

刘慈欣 | 科幻作家

《张朝阳的物理课》（第二卷）不是为了教你考试，而是一个发自内心热爱物理的人在分享他的思考与推理。这本书没有用传统教科书的那些方法，而是对基础物理的难点进行了详细的计算。

陈  征 | 北京交通大学 物理科学与工程学院 副教授

为什么说我们生活的世界是四维的？“旅行者1号”是如何光顾各大行星并离开太阳系的？如果你对这些问题感到好奇，不妨打开《张朝阳的物理课》（第二卷），在公式和方程之间，在计算与分析之中得到物理知识，跟随张朝阳一起走上物理之路。

李永乐 | 科普达人