A. 量子力学的应用有哪些
从激光、电子显微镜、原子钟到核磁共振的医学图像显示装置,都关键地依靠了量子力学的原理和效应。对半导体的研究导致了二极管和三极管的发明,最后为现代的电子工业铺平了道路。在核武器的发明过程中,量子力学的概念也起了一个关键的作用。
在上述这些发明创造中,量子力学的概念和数学描述,往往很少直接起了一个作用,而是固体物理学、化学、材料科学或者核物理学的概念和规则,起了主要作用,在所有这些学科中,量子力学均是其基础,这些学科的基本理论,全部是建立在量子力学之上的。
量子力学问题
按动力学意义上说,量子力学的运动方程是,当体系的某一时刻的状态被知道时,可以根据运动方程预言它的未来和过去任意时刻的状态。
量子力学的预言和经典物理学运动方程(质点运动方程和波动方程)的预言在性质上是不同的。在经典物理学理论中,对一个体系的测量不会改变它的状态,它只有一种变化,并按运动方程演进。因此,运动方程对决定体系状态的力学量可以作出确定的预言。
量子力学可以算作是被验证的最严密的物理理论之一了。至今为止,所有的实验数据均无法推翻量子力学。大多数物理学家认为,它“几乎”在所有情况下,正确地描写能量和物质的物理性质。
虽然如此,量子力学中,依然存在着概念上的弱点和缺陷,除上述的万有引力的量子理论的缺乏外,至今为止对量子力学的解释存在着争议。
以上内容参考网络-量子力学
B. 量子力学应用在哪些方面
晶格现象:音子、热传导
静电现象:压电效应
电导:绝缘体、导体、半导体、电导、能带结构、近藤效应、量子霍尔效应、超导现象
磁性:铁磁性
低温态:玻色-爱因斯坦凝聚、超流体、费米子凝聚态
维效应:量子线、量子点
量子信息学
目前研究的焦点在于一个可靠的、处理量子状态的方法。由于量子状态可以叠加的特性。理论上,量子计算机可以高度平行运算。它可以应用在密码学中。理论上,量子密码术可以产生完全可靠的密码。但是,实际上,目前这个技术还非常不可靠。另一个当前的研究项目,是将量子状态传送到远处的量子隐形传送。
在许多现代技术装备中,量子物理学的效应起了重要的作用。从激光、电子显微镜、原子钟到核磁共振的医学图像显示装置,都关键地依靠了量子力学的原理和效应。对半导体的研究导致了二极管和三极管的发明,最后为现代的电子工业铺平了道路。在核武器的发明过程中,量子力学的概念也起了一个关键的作用。
C. 量子力学的高科技运用有哪些
量子力学的高科技运用
1.陌生的量子,不陌生的晶体管。
晶体管的优势在于它能够同时扮演电子信号放大器和转换器的角色。这几乎是所有现代电子设备最基本的功能需求。但晶体管的出现,首先必须要感谢的就是量子力学。
2.量子干涉“搞定”能量回收。
量子干涉描述了同一个量子系统由若干个不同态叠加成一个纯态的情况,这听起来让人完全不知所谓,但研究人员利用它研制了一种分子温差电材料,能够有效地将热量转化为电能。
3. 不确定的量子,极其确定的时钟。
航天工程师在计算宇宙飞船的飞行轨迹时,必须清楚地了解目的地的位置。不管是恒星还是小行星,它们都时刻处在运动当中。同时距离也是必须考虑的因素。一旦将来我们飞出了所在星系的范围,留给误差的边际范围将会越来越小。
4. 量子密码的安全性。
量子密码是一种利用量子纠缠效应、基于单光子偏振态的全新信息传输方式。其安全之处在于,每当有人闯入传输网络,光子束就会出现紊乱,每个结点的探测器就会指出错误等级的增加,从而发出受袭警报;发送与接收双方也会随机选取键值的子集进行比较,全部匹配才认为没有人窃听。
D. 量子力学在现代生活中有什么应用
量子力学在现代生活中的应用越来越重要,如量子信息学、量子密码术、量子计算机、量子温度计等。量子信息学是量子力学与信息科学相结合的产物,以量子力学的态叠加原理为基础,研究信息处理的一门新兴前沿科学。量子信息学包括量子密码术、量子通信、量子计算机等几个方面。另外,用量子力学的方法可以模拟材料中电子的行为,因此,量子力学是应用于计算材料和分子性质最精确的理论基础。一个很具体的例子,扫描隧道显微镜就是根据量子力学的原理研制的。医学上的核心共振成像技术也是根据量子理论产生的。还有很多例子,比如现代军事中的原子弹、氢弹的研制和爆炸原理,都很大程度依赖于量子力学。个人觉得,量子力学在现代生活中的应用无处不在,只要用心观察。
E. 量子物理在现代科技中的应用实例有哪些
最早最熟悉的有量子频标,半导体(包括你正在用来读这些文字的电脑、手机等),激光,核反应
甚至一般研究用的一些技术(算半个工程吧)像光谱分析,核磁共振,也包括顺磁共振,还有探针显微术系列(STM(扫描隧道显微镜),AFM(原子力显微镜)等)
F. 量子技术都有哪些应用
四、量子计算
量子计算是通过叠加原理和量子纠缠等次原子粒子的特性来实现对数据的编码和操纵。在过去的几十年里,量子计算只存在于理论上,但近些年的研究已经开始出现有意义的结果,开发并验证了多种量子算法,研制出了量子计算机实验原型机,未来的5年—15年里,我们很有可能制造出一款有实用意义的量子计算机。
量子计算机的出现将给气候模拟、药物研究、材料科学等其他科研领域带来巨大的进步。不过,最令人期待的还是量子密码学。一台量子计算机将可以破解目前所有的加密方式,而量子加密也将真正无懈可击。
G. 量子力学的应用是什么
量子力学的应用是原子物理和化学。任何物质的化学特性,均是由其原子和分子的电子结构所决定的,通过解析包括了所有相关的原子核和电子的多粒子薛定谔方程,可以计算出该原子或分子的电子结构。
量子力学的应用特点
量子力学的应用在许多现代技术装备中,量子物理学的效应起了重要的作用,从激光电子显微镜原子钟到核磁共振的医学图像显示装置,都关键地依靠了量子力学的原理和效应,对半导体的研究导致了二极管和三极管的发明,最后为现代的电子工业铺平了道路。
在实践中人们认识到要计算这样的方程实在太复杂,而且在许多情况下只要使用简化的模型和规则,就足以确定物质的化学特性了,在建立这样的简化的模型中,量子力学起了一个非常重要的作用,一个在化学中非常常用的模型是原子轨道,在这个模型中分子的电子的多粒子状态,通过将每个原子的电子单粒子状态加到一起形成。
H. 量子力学是什么,都有哪些应用
量子力学是物理系(学院)的一门专业课。如同经典力学(牛顿力学和分析力学)是宏观世界的物理学一样,量子力学是微观世界的物理学。由于经典力学是量子力学在宏观尺度的近似,因此量子力学比经典力学更基本更深入地描述了这个宇宙。从根本上说,我们的宇宙是受量子力学支配的。量子力学和相对论也被誉为是现代物理学的两大支柱,但是量子力学的研究内容和相关领域要远多于相对论:量子力学和狭义相对论结合而成的量子场论是粒子物理学的基础,解释了从基本粒子到宇宙繁星各个方面。量子力学本身是原子分子物理学、凝聚态物理学和量子光学的基础,并通过半导体和激光的发明,催生了人类的第三次科技革命(即信息革命),把人类文明带入了互联网时代。
I. 量子物理学在生活中的应用
太阳能电池 利用了光电效应原理。在历史上,先发现了光电效应,并因此促进了量子概念及量子力学的诞生。 我觉得楼主的题目应该是想寻找一些 先有量子力学,并由于量子力学的推论而导致的一些技术应用。 最着名的当属于1986年因此荣获诺贝尔物理学奖的 扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Micros, STM)。 量子力学有一重要推论:即使粒子的能量 低于 囚禁它的有限势垒的 高度,粒子也有穿透势垒的几率。这一推论,就是着名的隧道效应。因此可以知道,物质中的电子并不完全局限于表面边界以内。如果让探针与待测物体表面相互靠近,即使探针没有触及表面,也会形成电流。根据对电流强度的测量可以获悉物体表面分布情况的信息。基于此原理1982年研制成功了第一台STM,并于86年获诺贝尔奖。电子显微镜的分辨能力远超过光学显微镜,而STM的分辨本领又明显优于电子显微镜。STM技术可用于材料的表面分析。在生命科学领域中,STM被用于研究DNA构形。 上面是 应用与量子理论的联系 十分直接紧密的例子。至于联系不这么直接的,应该很多了。比如 与激光的各种技术、核磁共振……
J. 量子力学在近代技术及生活中的应用
在许多现代技术装备中,量子物理学的效应起了重要的作用。从激光、电子显微镜、原子钟到核磁共振的医学图像显示装置,都关键地依靠了量子力学的原理和效应。对半导体的研究导致了二极管和三极管的发明,最后为现代的电子工业铺平了道路。在核武器的发明过程中,量子力学的概念也起了一个关键的作用。
量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一,而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。
19世纪末,人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统,于是经由物理学家的努力,在20世纪初创立量子力学,解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。除透过广义相对论描写的引力外,迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述(量子场论)。
量子力学主要可以应用于一下三种学科:
①原子物理学。
任何物质的化学特性,均是由其原子和分子的电子结构所决定的。通过解析包括了所有相关的原子核和电子的多粒子薛定谔方程,可以计算出该原子或分子的电子结构。在实践中,人们认识到,要计算这样的方程实在太复杂,而且在许多情况下,只要使用简化的模型和规则,就足以确定物质的化学特性了。在建立这样的简化的模型中,量子力学起了一个非常重要的作用。
②固体物理学。
为什么金刚石硬、脆和透明,而同样由碳组成的石墨却软而不透明?为什么金属导热、导电,有金属光泽?发光二极管、二极管和三极管的工作原理是什么?铁为什么有铁磁性?超导的原理是什么?
以上这些例子,可以使人想象到固体物理学的多样性。事实上,凝聚态物理学是物理学中最大的分支,而所有凝聚态物理学中的现象,从微观角度上,都只有通过量子力学,才能正确地被解释。使用经典物理,顶多只能从表面上和现象上,提出一部分的解释。
③量子信息学。
研究的焦点在于一个可靠的、处理量子状态的方法。由于量子状态可以叠加的特性。理论上,量子计算机可以高度平行运算。它可以应用在密码学中。理论上,量子密码术可以产生完全可靠的密码。实际上,这个技术还非常不可靠。另一个当前的研究项目,是将量子状态传送到远处的量子隐形传送。