
【化】 quantum effect
quanta; quantum
【計】 quantum
【化】 quantum
【醫】 quanta; quantum
effect
【醫】 effect
量子效應(Quantum Effects)是指微觀粒子在原子或亞原子尺度上表現出的非經典物理現象,其本質由量子力學原理支配。該術語在漢英詞典中對應"quantum effects",常用于描述能量離散化、波粒二象性、量子隧穿等特殊行為。
從物理化學角度分析,量子效應的核心特征包含:
能級量子化:電子在束縛态中隻能占據特定能量狀态,如氫原子電子軌道能級公式: $$ E_n = -frac{13.6}{n} text{ eV} $$ 該公式源自薛定谔方程解(參考《物理化學基礎》第五版)
隧穿現象:粒子穿越高于自身能量的勢壘,掃描隧道顯微鏡即基于此原理運作(美國國家标準技術研究院NIST技術文檔)
糾纏關聯:愛因斯坦稱為"鬼魅般的超距作用",構成量子計算的理論基礎(《自然》期刊量子信息專題)
在材料科學領域,量子效應主導着納米材料的光電磁特性。例如石墨烯的量子霍爾效應,其電導率呈現精确量子化特征,該發現獲得2010年諾貝爾物理學獎(諾貝爾獎官網公告)。
最新研究顯示,量子效應在生物體系中的作用超出傳統認知。例如光合作用中能量傳遞效率接近100%,與量子相幹性直接相關(《科學》期刊光生物學研究論文)。
量子效應是量子力學體系在微觀或特殊宏觀條件下表現出的獨特現象,其核心在于微觀粒子的波動性導緻能量、運動狀态等物理量的不連續性。以下是詳細解釋:
量子效應指微觀粒子(如電子、光子)在原子或納米尺度下,因量子力學規律而展現的異常行為。例如,當物質尺寸縮小到接近德布羅意波長時,連續的能帶會分裂為分立能級,此時熱能、電場能等若小于能級間距,系統會呈現顯著量子特性(如金屬變為絕緣體)。
量子效應是量子計算、量子通信等技術的基礎。例如:
經典物理中物體的狀态可連續變化,而量子系統中能量、角動量等物理量隻能取離散值,且測量行為會影響系統狀态。
如需進一步了解具體案例或技術細節,可參考來源:(搜狗百科)、(能帶理論解釋)、(量子技術應用)等。
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