量子力学在现代生活中有什么应用

发布网友发布时间：2022-04-23 09:28

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热心网友时间：2023-06-28 01:06

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。

基本原理

量子力学基本的数学框架建立于：量子态的描述和统计诠释、运动方程、观测物理量之间的对应规则、测量公设、全同粒子公设的基础上。

在量子力学中，一个物理体系的状态由状态函数表示，状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状态函数的作用；测量的可能取值由该算符的本征方程决定，测量的期望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。

热心网友时间：2023-06-28 01:06

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。