相对论和量子力学是如何改变我们的生活的呢Word下载.docx

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那么实际情况是怎样的呢?

4条评论分享按投票排序按时间排序25个回答.zm-item-answer"

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324赞同反对,不会显示你的姓名兰姆,Magic,magicneverchanges收录于编辑推荐·

324人赞同大规模普遍的应用,就说说计算机好了。

CPU的逻辑单元CMOS中的核心部件——场效应晶体管,背后是固体物理能带理论,是量子力学在固体中的应用。

集成电路的生产要用到光刻机,被誉为光学工业之花,其光源是深紫外激光。

激光也是量子力学最广泛的应用之一。

激光打印机、超市条形码,算普遍了吧。

机械硬盘的原理是巨磁电阻效应,本质是电子自旋相关的量子现象,历史上机械硬盘的发明也完全是量子物理相关研究的副产品。

此效应也用于汽车车速表、数控机床转速传感器。

顺便医院里的核磁共振也基于自旋这个量子效应,不过是电子自旋变成了核自旋。

固态硬盘的设计原理是量子隧穿。

从CD,DVD,到现在的BD都是激光读取。

BD里的B(Blue)就是蓝色激光的意思,波长短对应着高存储密度。

液晶显示屏的光源白光LED,其实是一种宽禁带半导体,也是固体物理的产物。

鼠标里也用到LED。

笔记本上的摄像头,里面是CCD,用到的是光电效应和能带理论。

(更正:

笔记本上的摄像头也是CMOS,性能比CCD略差但成本更低,用到的物理原理是一样的)-------------------------------

忘了说相对论的应用。

其实相对论比量子力学离日常生活要远很多,因为需要高速、高能才有显著的相对论效应,消费级的应用很少。

航天领域,主要是卫星钟的校准,这个对于GPS的系统误差的排除尤其重要(当然为了保证高精度的授时GPS卫星上搭载的是原子钟,这个也是量子力学的应用)。

核武器和核电站的底层设计,质能方程大家都懂的,还有具体计算临界质量、选择中子慢化剂之类都要考虑狭义相对论。

粒子加速器,除了基础科学的需要以外,很重要的衍生应用是同步辐射光源,这个对生物、化学、物理、材料、医学都提供了很多支持。

虽然离日常生活还远,也算是跨行业的应用了。

编辑于2015-07-2238条评论感谢分享收藏·

没有帮助·

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作者保留权利8赞同反对,不会显示你的姓名凌晨晓骥,PhDstudentinAstronomyandAstrophys…8人赞同没相对论和量子力学,可能你现在只能用用电子管电视机看知乎新闻,用电子管收音机参与知乎问答了~发布于2015-07-191条评论感谢分享收藏·

作者保留权利4赞同反对,不会显示你的姓名悟性无明,amateurviolinplayer4人赞同量子力学的重要应用之一是化学理论,而化学指导着我们对材料的开发利用。

从氢原子的量子理论建立之后,人们就开始尝试用量子力学解释各种原子、分子的结构和化学性质。

共价键、分子轨道、晶体场理论等等,都是基于量子力学的模型。

这些化学理论指导着药物合成、染料、催化剂等等各行各业的发展。

量子力学的另一个重要原因是固体物理,即半导体等光电功能材料的研发。

从半导体开始,人类已经能够用理论设计具有特定光电功能的材料,比如晶体管芯片、磁盘、LED等等。

可以说,当今人们使用的各种电子产品,小到手机电脑大到汽车轮船,只要依靠能源驱动的设备,几乎都应用了量子力学的产品实现控制和驱动等功能。

预期未来将会有更多的纳米材料取代现有材料,实现更多的功能。

量子力学的发现,使得人们对材料的研究直接深入到原子分子层面,而不再是传统观念中的连续介质模型--金属就是一块可以用来导电的东西。

这实在是一个巨大的进步。

此外,量子力学还导致了激光的发明,使人们对光的使用能力更上一阶。

激光在排版印刷、切割加工、导航等方面也是广泛应用的。

光谱和核磁共振也是量子力学的应用,它们在化学和生物研究中具有举足轻重的地位。

相对论的应用。

只能想到与空间探测有关的卫星定位与轨道计算,以及相对论性量子力学。

不过相对论在理论物理和数学的发展中是相当重要的,可能计算机技术中的一些图形处理涉及的几何理论就是相对论催生的。

编辑于2015-11-26添加评论感谢分享收藏·

作者保留权利0赞同反对,不会显示你的姓名李查,新州阳光激光应该算是一个典型的应用吧发布于2015-07-09添加评论感谢分享收藏·

作者保留权利1赞同反对,不会显示你的姓名RayDecem,博杂不精,搅屎棍一枚。

1人赞同确实已经渗透到很多领域。

相对论的应用最直接的就是导航gps定位系统。

量子力学在现代化学理论中可以说已经是基础理论了。

现在的原理课量子理论几乎是必备。

就连解释一个电解现象都要用到,或者说用量子力学解释得更完满。

物理中的超导也要用量子力学解释才更“舒服”。

在下数学幼犬,也只是略知皮毛。

见笑了。

发布于2015-07-22添加评论感谢分享收藏·

作者保留权利7赞同反对,不会显示你的姓名知乎用户7人赞同“这两个理论才不是然并卵呢,说它们然并卵的都是坏银,哼~~~”上来先卖个萌。

话说前面的答主们说的都很全面了,相对论量子力学在各行各业中都有很多应用,比如GPS,CPU神马的。

其实我们每个人的所见都是这个世界的一个小小的角落,但实际上我们身后有不计其数的事物在不断发展变化,所有这一切才能保证我们的正常生活。

因此,“我不知道大概就是没有”这个观点或多或少的存在于我们每个人心里,但是我们应该能够辨认出这种潜意识是错误的。

扯淡完毕。

下面大致讲一下量子力学理论在化学化工里面的一些应用。

纯属个人爱好,才疏学浅请多包涵。

1.电子显微镜

前面有答主讲到扫瞄隧道显微镜。

这个太经典了,我觉得基本上已经经典到不用过多赘述了。

主要讲讲SEM和TEM吧,话说前一阵SEM还因为一道坑爹的高考作文题而红了一阵。

提起大规模普遍应用,可不要只想到iPhone什么的哦~那个只是大规模fashion。

说到大规模,可能没有比化工产品更贴切的了。

提到化工产品,也不要只想到化妆品和染料什么的哦~开车要烧汽油,穿衣要有化纤,手机电脑的康宁大猩猩玻璃,以及几乎所有日用品的塑料壳,都要从石油里面提炼哦~神马?

你用的HTC金属壳?

那需要冶金哦~神马?

你用的Thinkpad碳纤维壳?

听这个名字就应该知道是标准的化工产品吧?

~再想一想建筑材料,制药工程。

太多了懒得说了。

什么?

上面一段话跑题了?

好吧,其实我的重点是,想想现在资源越来越少,大家的生活却越来越好,物质极大丰富。

为啥?

技术在进步,资源的利用效率在提高嘛。

技术怎么提高?

科研工作者可不是在家呆着就能想出东西的。

研究手段的进步很大程度上促进了今天的繁荣。

所以不要觉得显微镜这种平时不常接触的东西就觉得跟自己的日常生活无关。

好吧,我白话了这么一大堆就是为了说明白这一点。

既然要研究材料,微观尺度的分析肯定不可或缺,单纯肉眼观察实在太low了。

人们很早很早就发明了显微镜。

早期的显微镜研究比较出色的是著名的安东尼·

列文虎克,当时首次研究了微生物一类的内容。

光学显微镜发展了几百年,现在大致是这个样子:

正常的显微镜大概能把物体放大1000倍以上吧。

也就是说,1微米的东西能放大到1毫米。

细菌神马的基本上可以看个八九不离十。

那能不能再给力一点呢?

事实上,光学显微分析再进行提高比较困难,因为可见光的波长在380-780纳米之间,被测物体的结构太小的话,比如接近波长的范围,那么光的干涉衍射之类的问题就会产生严重的影响,实际上完全看不清了。

这个时候呢,就要用到我们的量子力学知识了。

为了获得更好的清晰度,我们需要更小的波长。

人们已经验证了德布罗意的物质波假说,用电子打出了衍射花样。

电子作为一种波,波长能够达到1纳米以下,因此使用电子束代替光波能够极大地提高显微镜的分辨率。

以下是常见的透射电子显微镜。

感觉原理上有点类似于光学显微镜。

透射电子显微镜能够轻易的拍到几个纳米尺度的物体,对材料领域,化工领域以及生物医药领域的研究都有极为重要的作用。

实拍效果图就不放了,怕侵权。

顺便提一下扫瞄隧道显微镜,更经典的量子力学隧道效应。

话说通过薛定谔方程计算,可以得出一个奇怪的结论:

如果体系中有一面墙(或者势垒),那么按经典力学理论,,你不用足够大的力量就不能把一个皮球抛到墙的另一边(或者说能量小于这个势垒的粒子是不能越过势垒的);

但是用量子力学的理论,那么势垒的另一边还是有一定的微小概率能够检测到这个粒子。

好,现在铺垫结束。

然后就可以理解成探针显微镜的一般俗套了,制作一个非常细的探针,在探针上加上电压,在样品上每一个位置“点”一下,当探针和样品表面足够接近时,虽然电子能量不够与样品导通,但是微小的隧道效应能够被检测到。

于是这一点的位置就被记录了。

如果点足够小足够多,就像屏幕像素一样,那么整合起来就可以得到非常细节的扫描图像。

扫描隧道显微镜确实是个很牛的东西,它甚至能够让我们观察和操作单个原子。

它的发明者貌似还得了诺贝尔奖。

以上是显微镜。

其他的有时间再更新。

编辑于2015-08-03添加评论感谢分享收藏·

作者保留权利0赞同反对,不会显示你的姓名KelvinLi楼主既然说手机了,如果没gps同步,很多制式的手机是不能用的,比如cdma95,cdma2000,TdLTE等发布于2015-11-26添加评论感谢分享收藏·

作者保留权利2赞同反对,不会显示你的姓名知乎用户,冤冤相报何时了,往事知多少。

2人赞同量子力学是研究微观世界运动规律的科学,对微观世界认识的深度决定了一个文明的生产力所能达到的层次。

这是科技树中极其重要的一个节点,不点亮它的话后面一系列的NB玩意都与你无缘。

举个例子:

有了量子力学,才有了半导体物理,而二极管和晶体管基本上是整个信息时代科技文明的基础。

如果看过《球状闪电》这个小说的话应该对摧毁所有半导体芯片的后果印象深刻。

此外,没有量子力学就不会有核物理。

如果说核电站对我们的生活影响还不是太大,那么他的兄弟——核武器,深刻影响了世界格局,国家间的关系,甚至人们的思维法方式。

发布于2015-07-221条评论感谢分享收藏·

作者保留权利5赞同反对,不会显示你的姓名匿名用户5人赞同每天都在改变我的生活。

因为它们,我的生活变成了围观男票看论文……看论文……看论文……推公式……推公式……

这辈子他应该娶它们,并不应该娶妹子……我经常暗戳戳地这么想T_T……可耻地匿名了……发布于2015-07-231条评论感谢分享收藏·

作者保留权利3赞同反对,不会显示你的姓名远坂田银时臣,自以为是现充的死宅3人赞同相对论的多一点,比如卫星定位不考虑相对论效应会有影响工作的偏差,没有相对论就没有福岛,切尔诺贝利,核潜艇核航母,但是谢谢评论里同学的提醒,就算相对论不出现,最早的原子弹还是能造出来的,虽然后续的核发展中相对论的解释对能量计算等方面有很重要的意义,在最初的原子弹研究中质能公式仅做到了

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