量子力学在近代技术及生活中的应用

急求"量子力学的理论及方法在近代技术及生活中的应用"!
不要什么介绍量子力学之类的东西,重点在在近代技术与生活中的应用
thanks!

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。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2007-10-31
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。
=============================================================

最著名的当属于1986年因此荣获诺贝尔物理学奖的 扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscopy, 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,就是著名的隧道效应。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……
第2个回答  2007-10-31
太阳能电池——光电效应
这个是《量子力学》中关于光的辐射和吸收的内容本回答被提问者采纳
第3个回答  2020-11-06
相似回答