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1 # 喵喵喵的喵
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2 # 科博熊
量子物理科學可是能解決很多問題,我就來說說典型的應用有哪些吧。
1.原子彈的應用
造核裂變原子彈的原理是鈾核裂變成兩半,釋放能量,並釋放一箇中子,去擊穿其他鈾核繼續裂變和產生中子,產生鏈式反應。最終得到可以毀滅城市的能量。
科學家們不能知道哪個中子將裂變鈾核,但可以用難以置信的精度計算一顆原子彈中幾十億個鈾原子裂變的機率。
造核聚變原子彈同理也需要量子物理科學的參與。
2.粒子透視射線
四大作用力中的弱核作用力是放射性衰變的主要原因。這個弱力不足以將原子核聚在一起而引起核子破裂或者說衰變。
醫院的核醫學就是靠放射性射線,呈現我們身體內部和大腦的清晰影象,同時在工程探傷和安檢方面也有應用。如今在量子領域的進步,會發現和收集更多獨特的粒子,能透視連X射線也無法穿透的緻密材料。
3.量子計算機
如今計算機CPU的製造工藝是越來越先進,但遲早會遇到瓶頸。電路並不能無限的縮小,由於海森堡測不準原理,一個電子可能跑到絕緣體和半導體之外,而不是停留在電路之內,這意味著會短路。
同時由於卡西米爾效應,當製造CPU的矽片上的元件小到一定尺度,他們就會沾到一起。
而想要運算速度更快的計算機,就只能考慮量子計算機了。目前谷歌宣稱已經造出有54個超導量子位元的量子計算機,計算速度超過超級計算機。
目前我就想到這些,也許有其他應用我還不知道。
可以這麼說,因為量子物理科學領域是基礎物理學領域,它的發展能對其他應用有很大的促進作用。可以說是顛覆性的技術,甚至能改變社會的生活狀態。國家實力的體現往往就看這些基礎領域的發展程度。
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3 # 郭哥聊科學
非常感謝小夥伴貢獻的這個問題,我想這個問題非常有價值,因為一定有很多小夥伴想知道它的答案。
一、量子力學的研究物件在很多小夥伴們常見的思維中都是以為,量子力學研究的都是極其微小的粒子的行為,跟我們的日常生活扯不上什麼關係。其實這是對量子力學的一個嚴重誤解。
當我們研究一個大塊物體的力學性質或是熱性質的時候,我們會發現經典理論或者說是比較老的理論幾乎立刻就失效了。
我舉個例子,我們可以把不同的金屬做成燈絲,通電後令其發光,然後利用光譜分析的辦法觀察其發出的光的頻率。我們會發現很奇怪的現象,不同材料的燈絲都有其獨特的特徵譜線。
這在經典力學中是不可思議的,因為能量是連續的,燈絲髮光只能與燈絲的溫度有關,而跟材料的性質無關,應該是連續譜線才對。但事實上譜線不是連續的。
這個特點在我們如今設計的LED燈的時候特別突出。我不知道小夥伴們的觀察能力怎麼樣,如果您用過早期的LED燈,會發現它發出來的白光偏冷,總感覺讓人不舒服,而最近生產的LED燈已經能模擬Sunny甚至是其他光源的光了。
我比較喜歡那種暖黃色的LED燈,這種燈的光線很柔和,讓人感覺心裡也暖暖的。這種技術上的進步,就來自量子力學的研究成果。
二、量子力學在生物化學領域的應用最近新冠病毒肆虐華夏大地,我不是學醫的,所以一篇科普文章都沒寫。但是作為這場災難的親歷者之一,跟大家一樣關注著疫情的進展。
沒錯,就是電子顯微鏡。電子顯微鏡就是利用電子的波動性,由於其波長很短,所以能拍攝出更小尺度的物體。這時候的電子的行為就像是可見光的光波。
其它的醫療領域常見手段,比如核磁共振,除了利用原子核的自旋量子效益,還同時利用了超導現象,超導體也是量子力學的研究範圍。
三、量子力學是研究新材料的基礎科學我這裡提一個名詞——凝聚態物理。可能對於很多非物理專業的小夥伴們來說,這個詞很陌生。但實際上,這個領域已經發展了近百年,它之前叫做固體物理。
凝聚態物理學的理論基礎是量子力學,基本上已經完備而成熟。但由於這裡涉及大量(趨於10^23)微觀粒子的體系,而且研究物件進一步複雜化,新結構、新現象和新機制依然層出不窮,需要從實驗、理論和計算上的探索,仍構成對人類智力的強有力的挑戰。
凝聚態物理學和高新技術的發展關係密切。資訊、材料和能源技術在21世紀所面臨的挑戰將給凝聚態物理學的進一步發展提供機遇。凝聚態物理學還在學科交叉中大有可為。隨著凝聚態物理學日益深入到複雜結構的物質。它和化學之間的交叉滲透也愈來愈明顯,甚至學科間的分界線已趨於模糊。它和生物學之間的交叉滲透也日新月異,既有實驗技術上的相互支援,又有機制理論上的共同探索。
四、量子力學與廣義相對論宇宙學聯姻很難想象,一個研究即使是最高解析度的光學顯微鏡也無法看到的微觀粒子行為的學科,是怎麼能夠跟浩瀚的宇宙扯上關係的。
雖然科學家們努力了70年,至今也沒有統一量子力學和廣義相對論,完成愛因斯坦關於大統一理論的夢想,但是這兩門科學真的是在宇宙學領域中聯手做出了貢獻。
科學的神奇就在這裡,我們如今能確定宇宙中其他星球上組成的元素跟我們太陽系一樣,正是源自我們對原子、原子核特性的研究。
同時在恆星的演化、中子星、黑洞燈天體的研究上,量子力學的作用也非常大。沒有量子力學,我們就不可能知道恆星的演化過程。也不會明白黑洞的一些基本特性。
如果沒有量子力學,我們也無法推演出宇宙大爆炸初始時刻之後都發生過什麼,無法對大爆炸的過程進行詳細的描述。不能解釋宇宙中各種元素的丰度比例是怎麼來的。
結束語從我們前面的介紹,小夥伴們可以知道,雖然量子力學研究的是微小尺度的粒子的行為,但是它的研究成果,不但與我們的日常生活息息相關,更與我們對自然界,對宇宙的瞭解緊密聯絡。量子力學不是一門虛無縹緲的思辨領域,而是一門經得住實踐檢驗的科學理論。
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4 # 天山我才
量子力學,為什麼聽不懂?
因為它取了一個不該取的錯誤的名詞“量子”。“量子”這個詞不該取且錯誤,為什麼?首先我們應該搞清,能量的定義是什麼?能量是物質彈性力變化的反映。能量,它是無形感覺存在。據此就不該出現“量子”這個詞。一旦出現“量子”這個詞,就與“能量”定義相悖,把物理攪渾,越攪越糊越不懂。物理學要有序,那麼物理名詞要有序有類,比如,物質可以取名叫“子”,比如:分子,原子,電子,粒子。那麼能量就不可以取名叫“子”,比如:量子,光子,力子,引力子。能量取名叫“子”,就把能量與物質的概念攪渾。而能量與物質,是整個物理學最基礎的兩大概念,最基礎的兩大概念都混亂了,後續還能好嗎?後續還能懂嗎?
物質是宇宙間一切有形實體存在。能量是宇宙間一切無形感覺存在,比如,力,能量,知識,感覺,意識,皆屬能量的範疇。
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5 # 真理再現人間
《宇宙與人類真實歷史》
我們這個宇宙實際是多時空的物體,宇宙本身就是一個巨大生命體,是宇外大智慧造就。同時同地有許多空間同時存在,每個空間都有山水動植物,龍鳳麒麟等等其實就是其他空間生命。
高層空間的人,我們稱其為神佛仙道等等。低層空間則是鬼類古人叫陰間,我們人生存的三維空間叫陽間。研究懂了都是科學不是迷信,所以有人說科學的盡頭是神學。
當今科學也知道宇宙是多時空的,提出多維空間理論,特別量子學更是發現宇宙是有思維的,也知道宇宙是多時空的,所以提出平行宇宙理論。
哪個民族都講神用泥土造人。其實是高層空間的泥土,在高空間造就然後放到地球表面三維空間中,在給我們加上這個肉身,同時怕人類太聰明瞭做惡,所以把人大腦封閉百分之八十多,眾多本能特異功能也封閉,只有修練提高道德才給開啟大腦與本能。
人類的靈魂多是犯天條被打下來的,給人一個機會讓人修練提高道德再返回家園才是人生目地。所有正的宗教都同理。也就是高層空間不同種族的神類仿照自己形象造就地球上自己的種族人體形象,而元神靈魂多是各層空間犯罪的神類生命。
所以人類才是地球之主,一切動植物都是給人類造就,吃用欣賞玩的。大陸板塊是運動的,天災人禍沉入海底,所以海底有城市遺址,新陸地高層生命再給造就新物種。那個進化論能把人騙死。什麼都是不解之迷。
地球也是給人造就的,把高層空間垃圾塞進地球裡做為人類的能源,煤礦就是高層空間樹木,石油是高層空間的動物屍體。這也是科學不解之迷,因為地球上根本沒那麼多動植物與形成的條件,必須把眾多動植物突然聚在一起,塞進地下高壓高溫才可,否則爛掉。…
中國古體字實際是高階生命傳給人類,目地講清宇宙,使人提高道德返回去。那麼豐富語言只能講清一點,因為人類思維必須有時空概念,而宇宙到一定境界無時空,比如宇宙之外就如此,中國文化卻知道,比如混沌、太虛空無等等。刪改漢字那是最大破壞文化。
許多人問為何看不見外星人?它飛碟早突破空間的飛行,比如它進入一個無時間的空間,去哪裡一瞬間,快的無法想象,所以才能星際旅行。人家走的是封閉高速,你走的泥路,當然看不見人家了。許多磚家講飛碟什麼空氣動力學等等,聽了可笑。
回覆列表
在物理中,量子的定義是不可以繼續分割的物理量。
一個物理量小到一定的數值,它就沒辦法繼續分割下去,我們就可以稱呼這個物理量為量子。
可以看出:量子力學研究的是萬物中最為微小的組成部分。
這意味著,量子力學在材料、化學、生物、計算、能源、軍事幾個領域都會有重大的貢獻。
在材料領域,主要集中在半導體領域,固體物理領域也有所涉及。
主要包括超導體和半導體。
量子力學有望發現在常溫常壓下的超導體,製造出磁懸浮裝置,減少裝置發熱和能源消耗。
量子力學可以預測半導體的效果,從而製造出新材料。
在化學領域,量子力學有助於讓我們理解化學反應。
化學的核心是研究電磁相互作用。
量子力學可以用來理解在微觀領域,電磁相互作用是怎麼產生的。
雖然解薛定諤方程來理解化學反應,是極為困難,甚至可以說是不可能的。
但就算最簡單的計算,也可以起到不俗的效果。
在生物學領域,某些生物化學反應是透過量子效應進行的。
比方說細胞呼吸中,就用到了量子力學的隧穿效應來傳遞電子。
量子力學有助於讓我們理解生物化學作用是如何進行的。
在能源領域,量子力學是點出核聚變的前置科技。
它包括瞭如何用磁場約束核聚變產生的等離子體,也包括了為什麼核聚變可以產生能量,要怎麼產生能量。
在計算領域,量子力學主要有兩大作用。
1、加密:量子力學可以提供一種理論上不可能被解密的密碼。
2、計算:量子力學可以提供驚人的計算能力,來解決一些特定的問題。
如此,我們很容易理解量子力學在軍事上的用途。
——新的材料可以運用到軍事中。
——中國無人機是世界先進水平,無人機有個弱點,容易被駭客入侵。
透過量子加密,我們可以讓無人機免疫駭客入侵,從而在軍事上發揮重要作用。
——計算能力在軍事上可以提供潛在的作用。
結論:量子力學可以在材料、化學、生物、計算、能源、軍事幾個領域都發揮巨大作用。
唔,如果有什麼遺漏請補充~~