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超簡單量子力學:探索量子物理的起源,從普朗克常數到薛丁格方程式,奠定古典物理的基石 (電子書)

的圖書
電子
電子電子是一種帶有負電的次原子粒子,通常標記為 e − {\displaystyle e^{-}\,\!} 。電子是第一代輕子,以重力、電磁力和弱核力與其它粒子交互作用。輕子是構成物質的基本粒子之一,無法被分解為更小的粒子。電子帶有1/2自旋,是一種費米子,根據包立不相容原理,任何兩個電子都不能處於同樣的量子態。電子的反粒子是正子,其質量、自旋、帶電量大小都與電子相同,但是電量正負性與電子相反。電子與正子會因碰撞而互相湮滅,並在這過程中,生成一對以上的光子。

由電子與中子、質子所組成的原子,是物質的基本單位。相對於中子和質子所組成的原子核,電子的質量顯得極小。質子的質量大約是電子質量的1836倍。當原子的電子數與質子數不等時,則該原子會帶電;稱該帶電原子為離子。帶正電的離子叫陽離子,其電子數小於質子數;帶負電的離子叫陰離子,其電子數大於質子數。若物體的電子數不等於質子數,導致正負電量不平衡時,則稱該物體帶靜電。當正負電量平衡時,稱物體的電性為電中性。靜電在日常生活中有很多用途,例如,靜電油漆系統能夠將瓷漆或聚氨酯漆,均勻地噴灑於物品表面。

電子與質子之間的庫侖力能促使電子被束縛於原子內部,因此為束縛電子。兩個以上的原子,會交換或分享它們的束縛電子,這是化學鍵的主要成因。當電子不再被束縛於原子內部,而能夠自由移動於原子以外的空間時,則稱此電子為自由電子。多個自由電子共同移動所產生的淨流動現象稱為電流。在許多物理現象裏,像電傳導、磁性或熱傳導,電子都扮演了重要角色。移動的電子會產生磁場,也會被外磁場偏轉。呈加速度運動的電子會產生電磁輻射。

根據大霹靂理論,宇宙現存的電子大部份都是生成於大霹靂事件。但也有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而生成的。例如,當宇宙線進入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面,許多電子會因為與正子相碰撞而互相湮滅,或者,會在恆星內部製造新原子核的恆星核合成過程中被吸收。

在實驗室裏,像四極離子阱一類的精密尖端儀器,可以長時間束縛電子,以供觀察和測量。大型托卡馬克設施,像國際熱核融合實驗反應爐,利用磁場來約束住高熱電漿中的電子和離子,藉以實現受控核融合。無線電望遠鏡可以用來偵測外太空的電子電漿。

電子被廣泛應用於電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、雷射和粒子加速器等領域。
  維基百科

圖書介紹 - 資料來源:博客來   評分:
圖書名稱:超簡單量子力學:探索量子物理的起源,從普朗克常數到薛丁格方程式,奠定古典物理的基石 (電子書)

內容簡介

探索量子物理的起源
從科學角度看平行世界的無限可能性
預見未來科技如何改變世界和生活
解讀量子疊加與糾纏,讓複雜理論變得淺顯易懂
「薛丁格的貓」沒有這麼難理解

  【揭開量子力學的神祕面紗】
  本書旨在把複雜的量子力學概念轉化為易於理解、充滿趣味和探索性的知識。無論是對科學感興趣,還是在尋找新知識學習的讀者,本書都將帶領讀者進入一個不可思議的物理微觀世界。在這段學習物理知識的旅程中,讀者將會見到奠基量子理論的科學家,了解光粒子的奇妙特性,並探索量子糾纏、量子穿隧效應等現象。作者以生動的敘述和實驗範例,讓量子力學對一般人而言不再遙不可及。

  【從基礎到複雜,循序漸進地理解量子力學】
  書中的內容精心編排,循序漸進地引導讀者從基本概念開始,逐步深入到更複雜的理論。每個章節都在趣味和知識之間取得平衡,以簡單易懂的語言來解釋複雜的物理現象,並透過圖解與案例加深讀者的理解。本書提供了多個簡單但深具意義的實驗範例,讓讀者親自體驗量子現象的奇妙。在這趟科普物理知識的學習過程中,讀者不僅能夠理解量子科學的重要理論,更有培養出探究精神和批判性思維的機會,為未來的科學之路打下堅實的基礎。

  【量子力學的日常應用與影響】
  在本書的中後部分,作者將進一步探索量子力學的奧妙,進而理解兩子力學如何影響我們的日常生活。從光電效應到現代的量子電腦,量子力學不再只是理論,其應用早已深入科技發展的核心。書中詳細介紹了量子態和疊加態的概念,並深入探討「薛丁格的貓」等經典物理議題。除此之外,讀者還將了解量子力學是如何改變我們對宇宙和物質基本性的看法。藉由生動有趣的案例,我們可以看見量子力學在現今通訊保密中的重要性,這有助於讀者理解量子技術如何具體應用於現代生活。

  【展望未來,量子技術的無限潛力】
  最後,本書將展望未來的量子科技,探索量子力學可能帶來的無限潛力。書中引用多個當前最前端的研究案例,如量子計算、量子網路以及量子模擬,讓讀者一瞥未來科技的輪廓。這些技術有望解決許多當前計算和通訊所面臨的瓶頸問題,提供更強大的計算能力和更高效率的資料傳輸方式。此外,本書將會介紹量子科學家的故事,藉此啟發讀者未來可能致力於物理理論的研究領域,成為改變世界的科學家。

本書特色

  本書深入淺出地介紹了量子物理的起源、發展與現代應用。作者從量子物理的起源談起,內容涵蓋了量子物理的發展、技術以及知名科學家,最後展望未來量子科技的應用與發展前景。本書提供氫原子中電子運動的詳細解析,讓讀者能夠更深入的理解量子物理。這本書不僅適合物理化學愛好者,更是大眾了解量子物理的必讀之作。
 
 

作者介紹

作者簡介

高鵬


  哈爾濱工業大學博士,大學教師,碩士生導師,物理與化學領域科普創作者。其科普作品曾入選月度好書榜單,目前還有多部科普作品正在創作中。
 

目錄

前言
引言
第一篇 量子.起源
第二篇 量子.創立
第三篇 量子.顛覆認知
第四篇 量子奧義.疊加與測量
第五篇 量子奧義.糾纏
第六篇 量子.新發展
第七篇 量子.幕後英雄
第八篇 量子.尖端技術
附錄 A 一維無限位能井中自由粒子的運動
附錄 B 氫原子中電子的運動
參考文獻

 
 

詳細資料

  • ISBN:9786267557020
  • EISBN:9786267557259
  • 規格:普通級 / 初版
  • 出版地:台灣
  • 檔案格式:EPUB流動版型
  • 建議閱讀裝置:手機、平板
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:5.3MB
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