量子力學真的已經很成功的應用在工程技術上面了嗎?

時間 2021-05-30 09:52:26

1樓:

如同有的回答已經說過,量子力學是很多電子器件的乙個基礎指導理論。

用乙個比較籠統的說法來講,量子力學,尤其是最基本的薛定鄂方程,是微觀世界物質運動的乙個基本方程。把電子帶入進去算可以得到其運動的相關資訊,比如固體的近似自由電子模型便是以這些作為基礎,定量分析電子特性,連帶衍生能帶等理論,直接而且是微觀層面地解釋了固體導電性,比起經典的drude模型是進步很多的。

實際生產中估計不會特別用到量子力學。例如半導體為基礎的電子產業,工程師們更注重材料的一些特性並圍繞乙個目標設計產品。量子力學已經在更前一步被運用了,例如對材料的電子遷移率等的理論計算,是離不開量子力學的。

可以說,如同我們吃大公尺,工程師們就像廚師,關注怎麼做出美味的公尺飯,量子力學就像是種稻時農民伯伯用的農具,看似和最後進口的公尺飯沒有完全直接的聯絡,但實際上在整個過程中起到了基礎性作用。

除了半導體,量子力學應用的地方還有很多,一些軟凝聚體或者原子時計,都有基礎性運用。

量子力學沒那麼神秘,它也不是十全十美。自發輻射就不是傳統量子力學可以解釋的問題,需要量子場論來進行解釋。但就工程運用來說,量子力學可以說已經是乙個基本且廣泛存在的基礎性理論,不一定參與最終設計,但作為乙個物理性基礎,發揮著基礎作用。

2樓:燕二郎

量子力學是現代固體物理學的理論基礎,半導體理論是固體物理學的一部分。也就是說,凡事有半導體器件的地方都用到了量子力學,這就基本上囊括了所有的電子產品了。

3樓:

從整個人類的角度問量子力學真的有用麼,基本就相當於乙個學生問高數學了買菜又用不到……

(用的不是自己的電腦,別問為啥是繁體……)

4樓:

理論的發展能指導技術成規模成系統的發展,而只有技術不懂理論不能依據此技術發展出其他的技術。

就好像如果把現在的理論放到2023年以前(能看懂的情況下),古人也能做出手機,做出GPS以及現在有的一切(需要一定的提公升工業水平的時間);

但是如果把乙個智慧型手機放到2023年前,你覺得古人能做出什麼呢?礙於工業水平,連複製出乙個同樣的手機都做不到!

5樓:

單單說核磁共振的話,似乎沒有量子力學也可以解釋我們用到的那一部分?經典的散射也是有共振吸收的。

你對理論的要求太高了。

沒有阿基公尺德定律,還是有一天會有科學家發現空碗可以浮在水上,因此知道比水「重」的東西也可以掏空用來做船。

阿基公尺德定律只是使這件事更容易被理解,更可以定量地計算,因此更早出現,改進也更快了。

DNA的螺旋結構也一樣。不知道DNA的結構,只是抽象地叫它遺傳因子,各種育種方案甚至轉基因都不會有影響。但是很難會有人想到去找乙個耐熱的遺傳因子合成酶在加熱的條件下開啟DNA雙鏈來複製DNA。

現在的半導體理論,量子力學已經完全內化了,我實在無法想象沒有量子力學的半導體理論。當然沒有理論的話,想必還是可以發展,只不過會大大地走彎路吧。比如為什麼半導體裡面會有正電荷導電,雜質如何影響半導體的性質,哪些半導體有光效應哪些沒有,都只能通過零散的實驗孤立地證實了。

寫得不好,匿了

6樓:小舟從此逝

我提乙個簡單的,快閃儲存器。快閃儲存器是基於量子隧穿效應工作的。見維基百科相關介紹:https://

zh.wikipedia.org/wiki/%

E9%97%AA%E5%AD%98#.E9.81.8B.E4.BD.9C.E5.8E.9F.E7.90.86

7樓:袁嵐峰

現代社會碩果累累的技術成就,幾乎全都與量子力學有關。你開啟乙個電器,導電性是由量子力學解釋的,電源、晶元、儲存器、顯示器的工作原理是基於量子力學的。走進乙個房間,鋼鐵、水泥、玻璃、塑料、纖維、橡膠的性質是由量子力學決定的。

登上飛機、輪船、汽車,燃料的燃燒過程是由量子力學決定的。研製新的化學工藝、新材料、新藥,都離不開量子力學。可以這麼說:

與其問量子力學能用來幹什麼,不如問它不能幹什麼!

8樓:霸王槍

做半導體雷射器的來說兩句。相對於玄論以及標準粒子模型,量子力學已經算是經典理論了。量子力學的應用幾乎已經滲入現代工業的方方面面。

以半導體雷射器為例,最廣泛應用的量子井雷射器和量子點雷射器本身名字裡面就有量子兩字,足以體現量子力學的應用了吧。

半導體工業之所以發展這麼迅猛,主要是我們掌握了bandgap engineering(能帶工程)的能力。而當我們分析微小的諸如電子以及光子的運動的時候,離開量子力學這一工具是無法進行下去的。

所以沒有量子力學,我們無法研究微小粒子的運動、狀態相互作用,自然無法研究材料的能帶結構等巨集觀現象,自然無法製造如雷射器、數字邏輯電路之類當今工業上必不可少的裝置了。

9樓:耿明輝

《量子物理史話·上帝擲骰子嗎》這部書我也看過,著實迷人,開篇以麥克斯韋電磁實驗破題,平添幾分神秘和凝重。20世紀物理學發展脈絡基本囊括其中,最精彩的是科學家之間思想碰撞。我猜測量子物理學實際應用應該都是在很多細分領域的,並且相互聯絡,很難以偏概全的說其具體在某一行業或者工程專案上吧。

就我個人而言,在哲學思考上有些啟發。舉個例子,為什麼感嘆「人生若只如初見」?因為初見有各種對彼方美好的幻想(意淫),當你忍不住獵奇,接觸久了,那些無限美好的可能性就塌縮呈現一種現實,原來美好的她也是打嗝、放屁、挖鼻屎……於是乎發出如上感嘆。

薛丁格的貓是既死又活的,千萬別去觀測,因為好奇害死貓。

考慮當今量子場論的成功,量子力學哪種詮釋更合理?為何量子場論大師溫伯格 特胡夫特都對量子力學不滿意?

黑祭司 沒有一種是合理的。多種詮釋同時存在,是因為它們都不具有可證偽性,或者更確切的說,詮釋不是物理核心。但是詮釋是物理與直觀世界的橋梁,這個橋梁,從不同角度看待問題,有不同的理解。如果僅僅侷限於量子力學,那麼這個橋梁是不必要的,但是若要與其它依靠直觀世界建立起來的學科相容,它是必要的。比如相對論。...

目前的日常生活中有哪些量子力學的應用?

Clearhate7 其實量子力學或者說其原理確實在我們生活中的方方面面,就像其他一些朋友說到的led 半導體等。不請自來是為了說明,如果你現在準備買乙個什麼量子水杯,量子計算機,那你一定是被忽悠了。 現在我們對半導體,或者說更廣義上的週期性的晶體的描述都是基於能帶論的,而能帶論就是量子力學在固體物...

譜定理在量子力學裡有哪些基本的應用?

高町奈葉 譜定理其實就是完備性條件,完備性條件怎麼用都知道吧。量子力學的書中沒有證明譜定理,也證不了譜定理,因為 畫風 不對,真按照數學觀點看,QM書上根本就沒有幾個能算證明的東西。泛函分析在量子力學中的應用有很多 一些構建了基礎,比如說把Heisenberg Weyl對易關係當做非交換C 代數,用...