Ⅰ 世界上最领先的科技成果都有哪些
网上搜的,不全,一样对你有帮助
在浙江乌镇举办的第三届世界互联网大会增添了一项重磅环节:15项全球最新科技成果在16日集体发布。其中一些堪称颠覆性的行业突破。
15项世界领先科技成果
特斯拉增强型自动辅助驾驶(特斯拉电动汽车公司)
IBM Watson 2016(国际商业机器公司/IBM)
以飞天开放平台为基础的大规模分布式高可用电子商务交易处理平台(阿里巴巴(中国)软件有限公司、浙江蚂蚁小微金融服务集团有限公司)
卡巴斯基工控安全平台2016(卡巴斯基实验室)
量子通讯技术(中国科学院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心)
微软Hololens混合现实全息眼镜(微软)
Transistor Density Increase by 1000X(加州大学伯克利分校)
网络大脑(北京网络网讯科技有限公司)
深度神经网络处理器(中国科学院计算技术研究所)
三星复合生物信号处理器(三星电子)
“神威·太湖之光”超级计算机(国家超级计算无锡中心)
SAP工业4.0互联网制造解决方案(思爱普(中国)有限公司)
微信生态创新(深圳市腾讯计算机系统有限公司)
华为麒麟960手机SoC芯片(华为技术有限公司)
Qualcomm 5G NR(新空口)原型系统和试验平台(美国高通公司)
一秒12万笔账不出错
“‘双11’这天,24小时内1207亿元的购物背后,是我们的飞天技术平台在支撑。”阿里巴巴集团CEO张勇说,“今年我们创造了一个纪录,电子交易系统支撑了每秒钟17.5万笔交易订单和12万笔支付,零错误。”
张勇说,阿里巴巴发明的异地双活技术,使系统面对巨大人流安然无恙。
网络总裁张亚勤说,他们研发的网络大脑,目前已包含了海量数据,包括搜索的、有行为的、定位的、交易的数据,可打造个性化的知识图谱、商业逻辑和用户画像。网络大脑还是全球目前最大的深度学习神经网络,包含万亿级的参数,千亿级的特征训练和千亿级不同的模型,以及几十万台服务器。
VR眼镜带你上火星
微软全球执行副总裁沈向洋播放了一段视频,戴上眼镜的用户看到实景和虚景贴合呈现,并可以操纵虚景。家里的用户,可以跟千里外的人共享图像,做出虚拟标记,好把家里的下水管卸下来。
Ⅱ 美国大学的物理系中,在“量子信息与量子计算”领域成果最突出、实力最强的是哪所学校
California Institute of Technology在量子计算算法方面很强,有Preskii和Kitaev
Ⅲ 为什么全世界的人都想让我国公开量子技术呢
随着互联网行业的快速发展,通信已经变得越来越方便快捷了,哪怕天涯海角都能实现瞬时间的通讯。而如今量子通讯方式也已经成为了越来越多人的选择了,相比较传统的通信方式而言,显然量子通讯更被大众所接受。尤其是运用到很多保密的信息通信中,更加的安全,那么量子通讯究竟是怎样的一种通讯方式呢?
我国科研团队的回应也是相当直接的,表示不可能以任何原因,任何方式将量子技术公开,毕竟这是我国独立研发了十多年的成果,其中蕴藏了无数的科学家的心血。其实这早就不是我国第一次被国际要求公开保密的科研技术了。若不是因为我国科技实力的快速提升,也不会成为众矢之至,但我国也从未退,不管大家是如何看待这一现象的呢?
Ⅳ 量子科学那国最先进
应该还是美国吧,虽然现在中国的量子卫星已经上天,但这并不代表美国和俄罗斯回他们造不出量子卫星答,他们应该都能造出来,只是因为各种原因没造。
比如,可能是国家给的科研经费预算没有列入制造量子卫星的费用;可能是有量子理论研究的预算,但没有发射火箭的预算;可能在考虑花这笔钱,但没有列入今年的预算;也可能他们还没有想到去太空中验证量子理论;或者他们的议会正在争论值不值得花这笔钱。等等。
谁知道呢?反正这次中国抢了一个先手。
Ⅳ 量子技术刚成型美国就掌握核心技术,我们该如何自处
量子技术刚成型美国就掌握核心技术,我们应该加大科研经费的投入,不畏困难继续探索,放平心态,迎头赶上。继续探索更远,更深的量子科技,不需非以美国为目标。
一、我们对科学和技术的态度。
美国在量子力学上拥有如此大的突破,对我们来说也是一种激励,说明在量子领域这块,人类还是可以有突破的空间的。中国既不能妄想美国会把技术分享出来,也不能妄自菲薄,我们当年在一穷二白的基础上,还制造了原子弹和氢弹呢。何况,现在的中国,已经不是刚建国时期,我们有自信能突破这个技术关卡。中国人的潜力是逼出来,说这话可能有点不贴切,但回想一下,凡事外国切断技术,围剿我们的,我们总能自己研发出更好的。但凡是能买到,能依靠外界环境获取时,我们就缺少创新了。只要肯踏实研究,中国人的智商,不在任何民族之下。
Ⅵ 量子技术有多厉害现在都掌握在哪些国家手中
而量子力学最主要的作用就是用在通讯方面,要知道现在各国都在发射卫星,企图占据太空的宝座。量子技术是在微观领域操作的一种技术,美国可能已经攻克量子技术的瓶颈。
Ⅶ 量子纠缠等一系列研究获得重大突破,意味着什么
量子研究方面中国处于世界领先地位,我们中国的量子研究可以说是世界一流水平,中国科学家在量子研究方面,拥有很多的研究成果,而且中国科学家的一些实验,更是让世界感到震惊,我们中国科学家对于量子研究的深入程度,已经完全的超越世界水平。
近期有一个好消息传来,美国最著名的克利夫兰奖颁发给中国墨子号探测器的研究团队,这是表彰我国科学家在千公里级星地双向量子纠缠分发方面做出的贡献,中国科学家推动大尺度量子通信实验方面,成绩十分的卓越,我们的数据是世界最先进的数据。
我国的科学家还通过国际合作,取得了一系列的成就,我国科学家和奥地利科学院的国际合作,通过墨子号量子卫星首次实现了北京和维也纳之间的量子保密通信,这项技术更是为中国进入量子时代,开启了一个全新的途径,增加了中国科学技术的砝码。
Ⅷ 为何我国在量子科技的研究中超越美国,世界领先
作者:郑瑞文
如今,世界范围内提到量子,必提到中国,必提到合肥中国科学技术大学!
近年来,世界第一颗量子卫星,世界第一个量子城域网,世界第一个量子城域网,世界第一次量子洲际通信,世界第一台量子计算机,世界第一部量子雷达,世界第一个量子芯片等,都出自中国――合肥中国科学技术大学!
而百年来作为世界科技发源地领头羊的美国,似乎和量子无关!
是,国内有人说,量子科技是伪科技,!他们给出的一个重要理由就是,美国都没有在量子科技领域投入科研!简直毫无根据胡说,只要美国不做的,其它国家即使做出来也是伪科学!只要没有美国参与,我国就不应该投入人力物力研发!
不知道这是什么逻辑!不过,笔者一度也因此感到百思不得其解――量子科技对人类未来绝对是颠覆性革命性的技术,为什么作为世界科学最发达的美国悄无声息?
笔者多方查阅资料,结合美国的现状,经过反复分析认为:
1.量子科技是对传统物理认知的突破,甚至是颠覆。而爱因斯坦认为这不可能!所以,愿意投入深入研究的美国科学家很少。
2.我们知道,美国是世界上网络科技最发达的国家――网路科技就是美国的科研成果。世界网络设施的根,就在美国,美国不仅因此大发横财,也掌握着世界其它国家的网络中枢。
2013年曝光的棱镜计划给了全球一个警告。该计划从2007年开始,美国利用其互联网发明国和世界互联网中心服务器总部所在地的优势,侵入国际网络中心服务器,并要求美国微软、苹果、谷歌等大型科技公司提供用户数据,对全球实施秘密监控监听。
而量子科技是对传统网络的颠覆,拥有绝佳的网络安全。
如果开发出量子通信网络,美国再想成为世界网络的中枢就成为不可能。不仅美国难以再利用网络掌控世界其它国家,也不可能再通过传统网络敛财了!
作为资本主义世界的老大,这显然不符合美国企图继续掌控世界的目的,也不符合资本家无利不图的本质!
也许,在美国人看来,如果美国不投入研发,世界上其它国家不可能在量子领域有什么进展!
3.量子通信并不是解决信息传输的问题,而是解决信息加密的问题。美国是通过数学模型来对通信加密的,其信息加密技术在全球传统通信领域处于绝对的领先地位。
这个问题也解答了网络里一些伪科技者,诸如方舟子和曲昭伟等人所说的量子通信的传输难以实现,即量子无法传输信息――事实上,量子并不解决信息传输方式,而是解决信息加密,使得信息无法被读取而泄密的问题。
我们再来看看,美国《新闻周刊》中国实现了千公里级别的量子加密通信进行了报道,并引用牛津大学教授的话说:谁掌握了信息,谁就可以掌控世界。《新闻周刊》还引用了英国一位高级情报官员的话:中国量子加密通信技术让他感到兴奋,但同时也让他感到担忧,因为这将颠覆世界,但是领导该技术潮流的是中国而不是英国。满血状态一击之下归零。《新闻周刊》甚至直接批评他们的国家,称美国没有中国这样的远见。现在中国在这个领域已经遥遥领先,中国正在用量子科技接管地球,而美国还在争吵着要恢复制造业的昔日辉煌!
Ⅸ 美国对纳米技术研究的成果主要有哪些
1989年,美国斯抄坦福大学搬动原子团写下了“斯坦福大学”的英文名字。1994年,美国着手研制“麻雀”卫星、“蚊子”导弹、“苍蝇”飞机、“蚂蚁”士兵等。1998年,美国明尼苏达大学和普林斯顿大学成功地制备出量子磁盘。这种磁盘是由磁性纳米棒组成的纳米阵列体系,美国商家已组织有关人员将这项技术迅速转化为产品,预计2005年市场销售额可达400亿美元。1999年7月,美国加利福尼亚大学与惠普公司合作研制成功100纳米芯片。
Ⅹ 解释一下量子力学 尤其量子纠缠及学术界最新研究成果
量子力学的基本内容
量子力学的基本原理包括量子态的概念,运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。
在量子力学中,一个物理体系的状态由态函数表示,态函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。状态随时间的变化遵循一个线性微分方程,该方程预言体系的行为,物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示;测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作,对应于代表该量的算符对其态函数的作用;测量的可能取值由该算符的本征方程决定,测量的期待值由一个包含该算符的积分方程计算。
(一般而言,量子力学并不对一次观测确定地预言一个单独的结果.取而代之,它预言一组可能发生的不同结果,并告诉我们每个结果出现的概率.也就是说,如果我们对大量类似的系统作同样地测量,每一个系统以同样的方式起始,我们将会找到测量的结果为A出现一定的次数,为B出现另一不同的次数等等.人们可以预言结果为A或B的出现的次数的近似值,但不能对个别测量的特定结果做出预言.)
态函数的平方代表作为其变数的物理量出现的几率。根据这些基本原理并附以其他必要的假设,量子力学可以解释原子和亚原子的各种现象。
根据狄拉克符号表示,态函数,用<Ψ|和|Ψ>表示,态函数的概率密度用ρ=<Ψ|Ψ>表示,其概率流密度用(ħ/2mi)(Ψ*▽Ψ-Ψ▽Ψ*)表示,其概率为概率密度的空间积分。
态函数可以表示为展开在正交空间集里的态矢比如|Ψ(x)>=∑|ρ_i>,其中|ρ_i>为彼此正交的空间基矢,<m|n>=δm,n为狄拉克函数,满足正交归一性质。
态函数满足薛定谔波动方程,iħ(d/dt)|m>=H|m>,分离变数后就能得到不含时状态下的演化方程H|m>=En|m>,En是能量本征值,H是哈密顿能量算子。
于是经典物理量的量子化问题就归结为薛定谔波动方程的求解问题。
关于量子力学的解释涉及许多哲学问题,其核心是因果性和物理实在问题。按动力学意义上的因果律说,量子力学的运动方程也是因果律方程,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。
但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。
但在量子力学中,体系的状态有两种变化,一种是体系的状态按运动方程演进,这是可逆的变化;另一种是测量改变体系状态的不可逆变化。因此,量子力学对决定状态的物理量不能给出确定的预言,只能给出物理量取值的几率。在这个意义上,经典物理学因果律在微观领域失效了。
据此,一些物理学家和哲学家断言量子力学摈弃因果性,而另一些物理学家和哲学家则认为量子力学因果律反映的是一种新型的因果性——几率因果性。量子力学中代表量子态的波函数是在整个空间定义的,态的任何变化是同时在整个空间实现的。
20世纪70年代以来,关于远隔粒子关联的实验表明,类空分离的事件存在着量子力学预言的关联。这种关联是同狭义相对论关于客体之间只能以不大于光速的速度传递物理相互作用的观点相矛盾的。于是,有些物理学家和哲学家为了解释这种关联的存在,提出在量子世界存在一种全局因果性或整体因果性,这种不同于建立在狭义相对论基础上的局域因果性,可以从整体上同时决定相关体系的行为。
量子力学用量子态的概念表征微观体系状态,深化了人们对物理实在的理解。微观体系的性质总是在它们与其他体系,特别是观察仪器的相互作用中表现出来。
人们对观察结果用经典物理学语言描述时,发现微观体系在不同的条件下,或主要表现为波动图象,或主要表现为粒子行为。而量子态的概念所表达的,则是微观体系与仪器相互作用而产生的表现为波或粒子的可能性。
量子力学表明,微观物理实在既不是波也不是粒子,真正的实在是量子态。真实状态分解为隐态和显态,是由于测量所造成的,在这里只有显态才符合经典物理学实在的含义。微观体系的实在性还表现在它的不可分离性上。量子力学把研究对象及其所处的环境看作一个整体,它不允许把世界看成由彼此分离的、独立的部分组成的。关于远隔粒子关联实验的结论,也定量地支持了量子态不可分离 . 不确定性指经济行为者在事先不能准确地知道自己的某种决策的结果。或者说,只要经济行为者的一种决策的可能结果不止一种,就会产生不确定性。
不确定性也指量子力学中量子运动的不确定性。由于观测对某些量的干扰,使得与它关联的量(共轭量)不准确。这是不确定性的起源。
不确定性,经济学中关于风险管理的概念,指经济主体对于未来的经济状况(尤其是收益和损失)的分布范围和状态不能确知。
在量子力学中,不确定性指测量物理量的不确定性,由于在一定条件下,一些力学量只能处在它的本征态上,所表现出来的值是分立的,因此在不同的时间测量,就有可能得到不同的值,就会出现不确定值,也就是说,当你测量它时,可能得到这个值,可能得到那个值,得到的值是不确定的。只有在这个力学量的本征态上测量它,才能得到确切的值。
在经典物理学中,可以用质点的位置和动量精确地描述它的运动。同时知道了加速度,甚至可以预言质点接下来任意时刻的位置和动量,从而描绘出轨迹。但在微观物理学中,不确定性告诉我们,如果要更准确地测量质点的位置,那么测得的动量就更不准确。也就是说,不可能同时准确地测得一个粒子的位置和动量,因而也就不能用轨迹来描述粒子的运动。这就是不确定性原理的具体解释。
波尔波尔,量子力学的杰出贡献者,波尔指出:电子轨道量子化概念。波尔认为,原子核具有一定的能级,当原子吸收能量,原子就跃迁更高能级或激发态,当原子放出能量,原子就跃迁至更低能级或基态,原子能级是否发生跃迁,关键在两能级之间的差值。根据这种理论,可从理论计算出里德伯常理,与实验符合的相当好。可波尔理论也具有局限性,对于较大原子,计算结果误差就很大,波尔还是保留了宏观世界中,轨道的概念,其实电子在空间出现的坐标具有不确定性,电子聚集的多,就说明电子在这里出现的概率较大,反之,概率较小。很多电子聚集在一起,可以形象的称为电子云。
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量子力学诠释:粒子的振动
、霍金膜上的四维量子论
类似10维或11维的“弦论”=振动的弦、震荡中的象弦一样的微小物体。
霍金膜上四维世界的量子理论的近代诠释(邓宇等,80年代):
振动的量子(波动的量子=量子鬼波)=平动微粒子的振动;振动的微粒子;震荡中的象量子(粒子)一样的微小物体。
波动量子=量子的波动=微粒子的平动+振动
=平动+振动
=矢量和
量子鬼波的DENG'S诠释:微粒子(量子)平动与振动的矢量和
粒子波、量子波=粒子的震荡(平动粒子的震动)
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“波”和“粒子”统一的数学关系
振动粒子的量子论诠释
物质的粒子性由能量 E 和动量 p 刻划,波的特征则由电磁波频率 ν 和其波长 λ 表达,这两组物理量的比例因子由普朗克常数 h(h=6.626*10^-34J•s) 所联系。
E=hv , E=mc^2 联立两式,得:m=hv/c^2(这是光子的相对论质量,由于光子无法静止,因此光子无静质量)而p=mc
则p=hv/c(p 为动量)
粒子波的一维平面波的偏微分波动方程,其一般形式为
∂ξ/∂x=(1/u)(∂ξ/∂t) 5
三维空间中传播的平面粒子波的经典波动方程为
∂ξ/∂x+∂ξ/∂y+∂ξ/∂z=(1/u)(∂ξ/∂t) 6
波动方程实际是经典粒子物理和波动物理的统一体,是运动学与波动学的统一.波动学是运动学的一部分,是运动学的延伸,即平动与振动的矢量和.对象不同,一个是连续介质,一个是定域的粒子,都可以具有波动性.(邓宇等,80年代)
经典波动方程1,1'式或4--6式中的u,隐含着不连续的量子关系E=hυ和德布罗意关系λ=h/p,由于u=υλ,故可在u=υλ的右边乘以含普朗克常数h的因子(h/h),就得到
u=(υh)(λ/h)
=E/p
邓关系u=E/p,使经典物理与量子物理,连续与不连续(定域)之间产生了联系,得到统一.
2.粒子的波动与德布罗意物质波的统一
德布罗意关系λ=h/p,和量子关系E=hυ(及薛定谔方程)这两个关系式实际表示的是波性与粒子性的统一关系, 而不是粒性与波性的两分.德布罗意物质波是粒波一体的真物质粒子,光子,电子等的波动.
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量子力学的诞生
19世纪末20世纪初,经典物理已经发展到了相当完善的地步,但在实验方面又遇到了一些严重的困难,这些困难被看作是“晴朗天空的几朵乌云”,正是这几朵乌云引发了物理界的变革。下面简述几个困难:
⑴黑体辐射问题
完全黑体(空窖)在与热辐射达到平衡时,辐射能量密度随频率的变化有一个曲线。W.Wien从热力学普遍理论考虑以及分析实验数据得出一个半经典的公式,公式与实验曲线大部分符合得不错,但在长波波段,公式与实验有明显的偏离。这促使Planck去改进Wien的公式得到了一个两参数的Planck公式,公式与实验数据符合得相当好。
⑵光电效应
由于紫外线照射,大量电子从金属表面逸出。经研究发现,光电效应呈现以下几个特点:
a. 有一个确定的临界频率,只有入射光的频率大于临界频率,才会有光电子逸出。
b. 每个光电子的能量只与照射光的频率有关。
c. 入射光频率大于临界频率时,只要光一照上,几乎立刻观测到光电子。
以上3个特点,c是定量上的问题,而a、b在原则上无法用经典物理来解释。
⑶原子的线状光谱及其规律
光谱分析积累了相当丰富的资料,不少科学家对它们进行了整理与分析,发现原子光谱是呈分立的线状光谱而不是连续分布。谱线的波长也有一个很简单的规律。
⑷原子的稳定性
Rutherford模型发现后,按照经典电动力学,加速运动的带电粒子将不断辐射而丧失能量。故,围绕原子核运动的电子终会因大量丧失能量而’掉到’原子核中去。这样原子也就崩溃了。但现实世界表明,原子是稳定的存在着。
⑸固体与分子得比热问题
在温度很低的时候能量均分定理不适用。
Planck-Einstein的光量子理论
量子理论是首先在黑体辐射问题上突破的。Planck为了从理论上推导他的公式,提出了量子的概念-h,不过在当时没有引起很多人的注意。Einstein利用量子假设提出了光量子的概念,从而解决了光电效应的问题。Einstein还进一步把能量不连续的概念用到了固体中原子的振动上去,成功的解决了固体比热在T→0K时趋于0的现象。光量子概念在Compton散射实验中得到了直接的验证。
Bohr的量子论
Bohr把Planck-Einstein的概念创造性的用来解决原子结构和原子光谱的问题,提出了他的原子的量子论。主要包括两个方面:
a. 原子能且只能稳定的存在分立的能量相对应的一系列的状态中。这些状态成为定态。
b. 原子在两个定态之间跃迁时,吸收或发射的频率v是唯一的,由hv=En-Em 给出。 Bohr的理论取得了很大的成功,首次打开了人们认识原子结构的大门,它存在的问题和局限性也逐渐为人们发现。
De Broglie的物质波
在Planck与Einstein的光量子理论及Bohr的原子量子论的启发下,考虑到光具有波粒二象性,de Broglie根据类比的原则,设想实物理子也具有波粒二象性。他提出这个假设,一方面企图把实物粒子与光统一起来,另一方面是为了更自然的去理解能量的不连续性,以克服Bohr量子化条件带有人为性质的缺点。实物粒子波动性的直接证明,是在1927年的电子衍射实验中实现的。
量子力学的建立
量子力学本身是在1923-1927年一段时间中建立起来的。两个等价的理论---矩阵力学和波动力学几乎同时提出。矩阵力学的提出与Bohr的早期量子论有很密切的关系。Heisenberg一方面继承了早期量子论中合理的内核,如能量量子化、定态、跃迁等概念,同时又摒弃了一些没有实验根据的概念,如电子轨道的概念。Heisenberg、Bohn和Jordan的矩阵力学,从物理上可观测量,赋予每一个物理量一个矩阵,它们的代数运算规则与经典物理量不同,遵守乘法不可易的代数。波动力学来源于物质波的思想。Schr dinger在物质波的启发下,找到一个量子体系物质波的运动方程-Schr dinger方程,它是波动力学的核心。后来Schr dinger还证明,矩阵力学与波动力学完全等价,是同一种力学规律的两种不同形式的表述。事实上,量子理论还可以更为普遍的表述出来,这是Dirac和Jordan的工作。
量子物理学的建立是许多物理学家共同努力的结晶,它标志着物理学研究工作第一次集体的胜利。
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量子力学的产生与发展
量子力学是描述微观世界结构、运动与变化规律的物理科学。它是20世纪人类文明发展的一个重大飞跃,量子力学的发现引发了一系列划时代的科学发现与技术发明,对人类社会的进步做出重要贡献。
19世纪末正当人们为经典物理取得重大成就的时候,一系列经典理论无法解释的现象一个接一个地发现了。德国物理学家维恩通过热辐射能谱的测量发现的热辐射定理。德国物理学家普朗克为了解释热辐射能谱提出了一个大胆的假设:在热辐射的产生与吸收过程中能量是以hV为最小单位,一份一份交换的。这个能量量子化的假设不仅强调了热辐射能量的不连续性,而且与辐射能量和频率无关由振幅确定的基本概念直接相矛盾,无法纳入任何一个经典范畴。当时只有少数科学家认真研究这个问题。
著名科学家爱因斯坦经过认真思考,于1905年提出了光量子说。1916年美国物理学家密立根发表了光电效应实验结果,验证了爱因斯坦的光量子说。
1913年丹麦物理学家玻尔为解决卢瑟福原子行星模型的不稳定(按经典理论,原子中电子绕原子核作圆周运动要辐射能量,导致轨道半径缩小直到跌落进原子核,与正电荷中和),提出定态假设:原子中的电子并不像行星一样可在任意经典力学的轨道上运转,稳定轨道的作用量fpdq必须为h的整数倍(角动量量子化),即fpdq=nh,n称之为量子数。玻尔又提出原子发光过程不是经典辐射,是电子在不同的稳定轨道态之间的不连续的跃迁过程,光的频率由轨道态之间的能量差AE=hV确定,即频率法则。这样,玻尔原子理论以它简单明晰的图像解释了氢原子分立光谱线,并以电子轨道态直观地解释了化学元素周期表,导致了72号元素铅的发现,在随后的短短十多年内引发了一系列的重大科学进展。这在物理学史上是空前的。
由于量子论的深刻内涵,以玻尔为代表的哥本哈根学派对此进行了深入的研究,他们对对应原理、矩阵力学、不相容原理、测不准关系、互补原理。量子力学的几率解释等都做出了贡献。
1923年4月美国物理学家康普顿发表了X射线被电子散射所引起的频率变小现象,即康普顿效应。按经典波动理论,静止物体对波的散射不会改变频率。而按爱因斯坦光量子说这是两个“粒子”碰撞的结果。光量子在碰撞时不仅将能量传递而且也将动量传递给了电子,使光量子说得到了实验的证明。
光不仅仅是电磁波,也是一种具有能量动量的粒子。1924年美籍奥地利物理学家泡利发表了“不相容原理”:原子中不能有两个电子同时处于同一量子态。这一原理解释了原子中电子的壳层结构。这个原理对所有实体物质的基本粒子(通常称之为费米子,如质子、中子、夸克等)都适用,构成了量子统计力学———费米统计的基点。为解释光谱线的精细结构与反常塞曼效应,泡利建议对于原于中的电子轨道态,除了已有的与经典力学量(能量、角动量及其分量)对应的三个量子数之外应引进第四个量子数。这个量子数后来称为“自旋”,是表述基本粒子一种内在性质的物理量。
1924年,法国物理学家德布罗意提出了表达波粒二象性的爱因斯坦———德布罗意关系:E=hV,p=h/入,将表征粒子性的物理量能量、动量与表征波性的频率、波长通过一个常数h相等。
1925年,德国物理学家海森伯和玻尔,建立了量子理论第一个数学描述———矩阵力学。1926年,奥地利科学家提出了描述物质波连续时空演化的偏微分方程———薛定谔方程,给出了量子论的另一个数学描述——波动力学。1948年,费曼创立了量子力学的路径积分形式。
量子力学在低速、微观的现象范围内具有普遍适用的意义。它是现代物理学基础之一,在现代科学技术中的表面物理、半导体物理、凝聚态物理、粒子物理、低温超导物理、量子化学以及分子生物学等学科的发展中,都有重要的理论意义。量子力学的产生和发展标志着人类认识自然实现了从宏观世界向微观世界的重大飞跃。
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量子力学处理微观体系的步骤:
1. 根据体系的物理条件,写出它的势能函数,进一步写出 Hamilton算符及 Schrodingger方程。
2. 解Schrodinger方程,根据边界条件求ψn和En。
3. 描绘出ψn、︱ψn︱等的图形,并讨论其分布特点。
4. 由上面求得的,进一步求出各个对应状态的各种力学量的数值,从中了解体系的质。
5. 联系实际问题,对求得的结果加以应用。
量子力学在小说《我们无处安放的青春》中的解释....
罗慧:在量子力学的世界里边只有变数没有常数。就好比今天我在这给你们讲课。从量子力学的角度来看,因为里边充满了太多的变数,这个概率接近于零,也就是说这完全是一个偶然。所以,我想我们大家都应该珍惜这个偶然。
李然:就说量子力学吧,在量子力学的世界里面,只有变数没有常数,就好像我能遇见你,如果从量子力学的角度来看,里面充满了太多变数,这个概率接近于零,也就是说这完全是一个偶然,所以我们大家都应该珍惜这个偶然.