量子化学以其怪异而闻名,但像我们其他人一样,量子化学必须在晚上早起,穿上衣服,然后去工作。 以下是您日常生活中量子化学出现的几个地方。
你的智能手机
我们还没有功能齐全的量子计算机经典物理学与量子物理学,但如果没有量子热力学,我们就不会有任何电子计算机。 叠加态——量子化学的一个奇怪特性,它可以让薛定谔的猫同时保持生与死——是你使用的计算机阅读本文的动力。
得益于量子化学,科学家们了解到电子是双重的。 也就是说经典物理学与量子物理学,它们同时具有粒子和波动的性质。 了解这些行为使得操纵硅等半导体的特性成为可能。 将硅与各种其他元素结合起来,利用它们的不同特性,是在计算机、手机和其他电子设备中制造微型晶体管的基础。 换句话说,现代世界中存在的大多数电子产品。
你的手机摄像头
借助量子化学,您还可以使用手机拍摄精美的照片。 相机中的光电探测器或光电晶闸管通过电压响应光。 同样,我们对电子行为的了解也推动了我们使用半导体更好地调整手机摄像头的能力。
你的时钟
当您前往美国时,您的时间可能会发生变化,但您可能不需要记住重置手机和笔记本电脑上的时钟。 这是因为我们电子设备上的时钟已经从原子钟中手动获得了正确的时间,原子钟利用了量子世界的特性之一。
就像老式的钟摆一样,铯 133 原子以两种能态之间跃迁的频率来回振荡。 由于振荡非常有规律,因此它们提供了一种非常精确的计时方式。 利用这一自然事实需要了解量子化学。
总而言之,量子化学看起来很奇怪,我们有可能没有它吗?