[小尘送书-第二期]《从零开始读懂量子力学》由浅入深,解释科学原理;从手机到超导,量子无处不在;从微观到宏观,遐想人生的意义!
发布人:shili8
发布时间:2025-03-11 12:28
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**小尘送书-第二期**
《从零开始读懂量子力学》量子力学是现代物理学的一个分支,它描述了微观世界的行为。从手机到超导,量子无处不在;从微观到宏观,遐想人生的意义!本文将带你一步步地了解量子力学的基本原理和应用。
**一、量子力学的基本概念**
量子力学是由德国物理学家马克斯·普朗克于1900年提出的一种理论。它认为,微观世界中的粒子(如电子)不具有确定性的位置和动量,而是存在一种概率性质。
**1.波函数和概率密度**
在量子力学中,每个粒子的状态可以用一个称为波函数的数学表达式来描述。波函数代表了粒子的可能位置和动量的分布情况。通过计算波函数的平方,得到的结果就是粒子的概率密度。
import numpy as np# 定义波函数def wave_function(x): return np.exp(-x**2) # 计算概率密度probability_density = wave_function(x)**2
**2.量子态和基**
在量子力学中,每个粒子的状态可以用一个称为量子态的数学表达式来描述。量子态是通过对波函数进行线性组合得到的。基是指一组相互正交的量子态。
import numpy as np# 定义基basis = [np.array([1,0]), np.array([0,1])] # 计算量子态state = basis[0] + basis[1]
**二、量子力学的应用**
量子力学在现代物理学中有着广泛的应用。从手机到超导,量子无处不在。
**1.电子计算机**
电子计算机是基于量子力学原理的微观世界中的粒子(如电子)来实现的。通过控制这些粒子的运动和相互作用,可以实现信息的存储和处理。
import numpy as np# 定义电子状态electron_state = np.array([1,0]) # 计算电子的能量energy = electron_state**2
**2.超导**
超导是指在极低温下,某些材料可以无阻力地传递电流。这种现象是基于量子力学原理的。
import numpy as np# 定义超导状态superconducting_state = np.array([1,0]) # 计算超导的能量energy = superconducting_state**2
**三、结论**
本文通过一步步地解释科学原理,带你了解了从零开始读懂量子力学。从手机到超导,量子无处不在;从微观到宏观,遐想人生的意义!