经典物理的困难.pptVIP

量子信息学quantuminformationtheory产生存储编码传输译码信道传输:可靠性有效性核心芯片的集成度量子力学的新进展使新的交叉学科——量子信息学应运而生量子比特qubit*特征：量子叠加态量子系统可能同时处于“1”或“0”态这样的量子叠加态集成：量子密码学突破经典信息系统极限的途径－量子计算机量子计算机是其主要研究内容之一建立在量子理论基础上的最有发展前景！Quantumtheory*ThetheorydevisedbyMaxPlanckin1900toaccountfortheemissionoftheblack-bodyradiationfromhotbodies.Thistheoryledtothemoderntheoryofinteractionbetweenmatterandradiationknownasquantummechanics,whichgeneralizesandreplacesclassicalmechanicsandMaxwell’selectromagnetictheory.Asystemofmechanicsthatwasdevelopedfromquantumtheoryandisusedtoexplainthepropertiesofatomsandmolecules.UsingtheenergyquantumasastartingpointitincorporatesHeisenberg’suncertaintyprincipleanddeBrogliewavelengthtoestablishthewave-particledualityonwhichSchr?dinger’sequationisbased.Thisformofquantummechanicsiscalledwavemechanics.Analternativebutequivalentformalism,matrixmechanics,isbasedonmathematicaloperators.Quantummechanics5经典力学和量子力学的比较*量子力学与经典力学并不矛盾。当微观粒子质量较大时（如质子或整个原子）或能量较大时，量子力学给出的运动规律与经典力学（即牛顿定律）给出的规律是一致的。经典力学是量子力学的一种极限。一般可以拿氢原子中的电子作标准。如质子的质量比电子大1836倍，所以质子质量一般的运动用经典力学计算即足够准确。电视机显像管中的电子，其能量比氢原子中的电子大数千倍，所以设计显像管时用经典力学计算即可。经典力学和量子力学的比较*经典力学量子力学研究对象宏观微观运动方程Newton、MaxwellSchr?dinger运动过程连续运动非连续力学量x/p确定，其它确定确定值多个力学量（算符）以概率形式取分立值势垒势垒贯穿（半导体器件）完全反射轨道确定的运动轨道不具有确定的轨道动量、位置确定性不确定性态叠加两列波的叠加可能状态的相干叠加粒子不体现波粒二象性第一章经典物理学的困难*黑体辐射和普朗克的能量子假说光电效应和爱因斯坦的光量子论原子结构的玻尔量子论波粒二象性康普顿散射0102030405*光是一种波wave干涉条纹一条狭缝200年前，托马斯扬(ThomasYoung)利用双缝实验证实了光是一种波，得到明暗相间的干涉条纹似水波*干涉所产生的波峰和波谷光是由在空间传播有电磁波所组成的用麦克斯维方程组得出所有的电磁波都以光速进行传播光似波的形式传播就象水波1黑体辐射和普朗克的能量子假说*（1）基本概念A热辐射（Heatradiation）物体受热就会发光,温度不同时,辐射的波长不同。例如：加热铁块，温度?看不出发光?暗红?橙色?黄白色这种与温度有关的辐射，称为热辐射。基本特点:1热辐射波谱是连续谱，但是强度不同2温度??短波长的电磁波的比例?3低温物体发出的是红外光*实际上,任何物体即使不被人为加热，也会有热辐射红外照相机拍摄的人的头部的热图，热的地方显白色，冷的地方显黑色高温物体发出的是紫外光UV炽热物体发出