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介观物理与量子力学的分析介绍

时间:2022-11-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:小知识1介观物理与量子力学介观物理学是物理学中新的分支学科。介观物理学研究的物质尺度和纳米科学技术的研究尺度有很大重合,这一领域的研究常被称为“介观物理和纳米科技”。处于介观尺度的材料,尽管也含有大量粒子,但其系统各个样本的性质差异极大,系统的平均值不再有效地描述系统中所有样本的性质,或者说存在很大的统计涨落。这种涨落称为介观涨落,是介观材料的一个重要特征。

小知识1 介观物理与量子力学

介观物理学是物理学中新的分支学科。“介观”这个词汇由范肯本于1981年所创,指介乎于微观和宏观之间的尺度。介观物理学研究的物质尺度(10-7~10-9米)和纳米科学技术的研究尺度有很大重合,这一领域的研究常被称为“介观物理和纳米科技”。

对于宏观物质的研究,一般应用统计力学的方法,考虑大量粒子的平均性质。宏观系统的尺度远大于微观尺度。在这种情况下,每个系统样本中各个粒子的运动缺乏关联,呈现统计上的无规则性,系统的整体性质很好地被大量粒子的平均运动所描述,即同一系统的不同样本性质间的差异很小,所有样本的性质都由系统的平均值描述,统计涨落(偏差幅度)很小。处于介观尺度的材料,尽管也含有大量粒子,但其系统各个样本的性质差异极大,系统的平均值不再有效地描述系统中所有样本的性质,或者说存在很大的统计涨落。这种涨落称为介观涨落,是介观材料的一个重要特征。

量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科,它是主要研究原子、分子、凝聚态物质以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论,它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一,而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。

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