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科普:让普通人了解量子力学和相对论_新闻频道_东方资
发布日期:2020-09-17 04:46   来源:未知   阅读:

提起量子力学和相对论大家是熟悉又陌生,熟悉大概是因为它无处不在的应用,而陌生是因为我们对它的知识知之甚少。

谁发现了量子?

量子力学到底有什么用,比如我们身边的电脑和手机中的芯片,芯片主要由集成电路组成,而集成电路里面用到的是二极管、三极管就是量子力学的效果,二极管是上世纪二三十年代发明的,然后40年代发明了三极管。从巨大的电子管收音机到可放兜里的半导体收音机,从电视机到手机,再到量子计算等等,这些科学的发明与进步,都是建立在量子力学的基础上。

编者按:2020年9月5日,深圳市委宣传部、深圳市社科联联合邀请李淼先生作客深圳市民文化大讲堂,为市民朋友们做了一场题为“给所有人讲量子力学和相对论”的精彩讲座。

量子

普朗克发明了能量子,解决了光和能量无限大的问题。就是光能量是有限的,而且它还有一个具体的,引进一个常数。这个常数叫做普朗克常数。这个常数乘上光的频率就是光的最小能量,不能再小了,因为没分割。

把一个物质打碎,再打碎,一直重复打碎到最后,如果它是纯粹的一个气体,比如氢气,剩下的就是氢分子。当然我把氢分子再打开,一个氢分子就由两个氢原子构成,氢量子就是氢原子,也就是说一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,这个最小单位称为量子。比如我们现在碳水化合物,它有分子,把它建构到分子,那么分子的话是化合物量子,当然还有大分子,比如蛋白质、DNA,也可以说大分子也是量子。

深圳市民文化大讲堂

到底什么是量子?

光电效应与应用

第一个被发现量子的物质是光,就是无所不在的光,地球上99.9%的能源是来自于太阳光,光也有量子,而量子的发现就是从光开始,19世纪下半叶物理学家的把一些重要发现应用到光上面去,然后发现光的能量是无限大,是取之不竭的能源。当时的物理学家知道物质是由原子构成,然后这些物质吸收的光,但如果这个光的能量是无限大,物质就会被烤焦。所以怎样解决这个问题对当时物理学家造成了很长的时间,过去300年第三大的物理学家麦克斯韦发现了电磁波,根据麦克斯韦的理论,光的能量是可以分割成任意小,如果光的能量可以分割成任意小,光就是无限大的。一直到普郎克,他是介于牛顿和爱因斯坦之间的大物理学家,他假设能量不能无限的分割,而分割有一个最小的单位,这个单位普朗克当时叫做“能量子”,我们现在叫做光量子也叫光子。

量子力学都有什么用?

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