究竟什么是量子
量子是20世纪物理学家在试图解释一些物理现象时提出的,从字面意思理解,量子代表的就是分立的,一份一份的,是用于描述微观世界自然规律的基本单元。我们最容易认知的原子、原子核和电子是一个一个的,可以认为是一种广义上的量子。但物理学中的量子绝不仅限于此,而且要丰富地多。光子、能量子、自旋都可以认为是一种量子的概念。需要注意的是,量子不仅具有分立的特性,而且具有波的特性。这就是所谓的波粒二象性。相关历史量子概念的提出是对经典力学的挑战,具有很重要的历史意义,是人类对物质世界认知的一大突破。但其实量子的概念是上个世纪初很多解释不了的实验数据所催发的一个必然产物。1900年,量子的概念首先由普朗克提出,成功解释了当时的“黑体辐射”数据;1905年,爱因斯坦提出了光量子的概念,成功解释了当时“光电效应”的实验规律;1913年,玻尔受到光谱学中巴耳末公式的启发,提出了基于量子概念的氢原子模型,成功地解释了氢原子的不连续光谱。量子现象微观世界是量子化的,是我们认知微观世界所必须的一个最基本的概念,同时也是很多新奇物理效应(比如超导)的微观根源。我们在这里介绍几个比较典型的量子以及和其有关的有趣物理现象,来帮助大家认识量子的概念。电子和能量量子:电子的能量是量子化的,并不是能取所有的值。多电子原子的电子分布在不同的轨道上,能量或者说电子的状态也会有所不同。更深入的知识告诉我们,电子的位置是不能确定的,而是具有一定的不确定性。我们只能用它在空间某一点出现的概率去描述它,因此就出现了各种各样的电子云,如下图。图1. 不同形状的电子状态(电子云,图片来自于wikipedia:Atomic orbital)光子:由于电子的能量是分立的,电子在不同状态之间变化时(专业术语叫量子跃迁),便有可能发射出光子,因此光子的能量也是量子化的。图2. 两个不同能量的光子,光子频率也是不同的,紫色的光子能量要比黄色的高(图片来自于wikipedia: Photon)自旋:自旋的全称是自旋角动量量子数,因此,首先它是一个数,例如电子的自旋是1/2;其次,角动量是有方向的,而量子化的自旋角动量方向也是分立的,只有上下两个方向,因此电子的自旋只有+1/2和-1/2两种。电子自旋和宏观材料的磁性具有很密切的关系,他们都有两个方向,这是我们最容易认识到的二者之间的共性。图3. 电子自旋示意图量子世界的许多怪异的结论导致了很多出乎意料的现象。我们最常听到的就是超导了,这是一种在某个临界温度以下电阻为零的状态,对于电流传输而言,超导材料是无损耗的,因此具有极大的应用价值。而之所以超导,究其内因,就是和量子世界的规律紧密相关的。图4. 利用超导线圈提供磁场的核磁共振系统量子与现代科技生活毫不夸张地说,没有量子就没有现代科技生活,就没有现在的信息高速公路,也就没有我们身边的智能手机、笔记本电脑,还有我们时时刻刻都离不开的数据流量和WiFi。为什么这么说呢?现代的科技生活,究其根源,是由于半导体工业的巨大发展提供了足够好的硬件条件。而半导体工业中使用的半导体材料,其优良的性质就是跟量子的概念紧密相关的。最常用的硅基半导体,就是在量子力学的基础上研究发展起来的。由于涉及到了更深入的物理,这里便不再多说了。图5. 半导体芯片
2020年有哪些好看刺激的影视
因为俗事太多,我本来每晚前看部电影才睡得着。可今年看电影少了很多。到现在为止,《南山的部长们》(韩),我觉得很不错。李秉宪演得真好。李星民演得也很棒。另外,看了一部《蛮荒故事》,也觉得很好。还看了《爱尔兰人》(长达3个多小时,拍的疯了,看的也疯了)、《1917》、《小丑》(美)、《新闻记者》(日)、《寄生虫》(韩)、。看了以前的老片《小偷家族》(日)、《熔炉》(韩)、《入殓师》(日)。还有其他几部好莱坞的动作片,都是二倍速看的。等等。
如何看待厦门大学2021级博士生芮佳发表58篇中英文论文,一作和共同一作SCI论文21篇
这位厦大的博士生实在太强了,即使加上从本科开始发表论文到博士也就是大概七八年的时间就发表了这么多论文,而且还是中英文论文,一作和共同一作SCI论文21篇,也就是说,这位同学花了大量的时间和精力去创作这些论文,当别人在看书的时候,当别人在睡觉的时候,当别人在玩游戏的时候,他都在研究论文,都在进行论文构思写作的探讨。本科发表论文的可能性比较低,如果从研究生开始写论文,也就是4年的时间发表了58篇,平均每年发表了10多篇论文,除去课程时间,除去写时间写课程论文时间,除去上课时间,除去放假时间,她每天都在进行论文创作。花了这么多的时间和精力来进行论文创作,也取得了如此大的科研成果。这位同学能够取得如此大的成绩,除了自身的努力跟导师不遗余力努力的指导是分不开的,老师在他的论文的构思、写作等方面肯定给予了极大的帮助,再加上厦门大学极好的学习风气,使得这位同学能够静下心来进行创作,加上导师同学积极的帮助,使得这位同学能够发表这么多高质量的论文,所以一个人的成功除了自身的努力,跟导师跟同学跟学校的风气,学校的氛围是分不开的。厦门大学作为经济特区唯一的一所,985学校,学校的风气,学校的学习氛围,学校的环境都是一流的,在这样的学习环境中,读书绝对是一种享受,在如此美好的环境当中,作为同学取得如此大的成绩也是有可能的,这是多种因素结合的结果。为这位同学点赞,为厦门大学点赞!