量子力学论文
量子力学论文
从波函数到薛定谔方程摘要：本文从波函数出发，阐述薛定谔的推导过程，并且根据哈特里福克方程，克莱因戈尔登方程完善薛定谔方程的泡利不相容原理，洛伦兹不变性。
关键词：波函数薛定谔方程哈特里福克方程克莱因戈尔登方程一．波函数：微观粒子的运动状态称为量子态，是用波函数来描述的，这个波函数所反映的微观粒子波动性，这个波函数所反映的微观粒子波动性，就是德布罗意波。
（量子力学的基本假设之一）并且，玻恩指出：德布罗意波或波函数不代表实际物理量的波动，而是描述粒子在空间的概率分布的概率波。
（1）推导过程：在波动学中，描述波动过程的数学函数都是空间、时间二元函数一列沿X轴正向传播的平面单色简谐波的波动方程，即：应用欧拉公式，可以推广到复数域：再通过德布罗意公式，可以得到自由粒子的波函数：（2）波函数性质1.自由粒子的能量和动量为常量，其波函数所描述的德布罗意波是平面波。
2.对于处在外场作用下运动的非自由粒子，其能量和动量不是常量，其波函数所描述的德布罗意波就不是平面波。
3.外场不同，粒子的运动状态及描述运动状态的波函数也不相同。
（3）波函数的统计假设设描述粒子运动状态的波函数为，则1.空间某处波的强度与在该处发现粒子的概率成正比；2.在该处单位体积内发现粒子的概率（概率密度）与的模的平方成正比。
（4）波函数统计意义的具备条件1.连续- 因概率不会在某处发生突变，故波函数必须处处连续；2.单值- 因任一体积元内出现的概率只有一种，故波函数一定是单值的；3.有限- 因概率不可能为无限大，故波函数必须是有限的；二．薛定谔方程：1.1925年德国物理学家薛定谔提出的非相对论性的量子力学基本方程,质量为m的粒子，在势能函数为的势场中运动，当其运动速度远小于光速时，它的波函数所满足的方程为：这就是薛定谔方程，它反映微观粒子运动状态随时间变化的力学规律，又称含时薛定谔方程。
其中，为哈密顿算符。
2.若粒子所在的势场只是空间函数，那么对应于一个可能态有一个能量值E，即可得到定态薛定谔方程：3.定态是指波函数具有的形式。
关于量子力学发展简史论文
关于量子力学发展简史论文关于量子力学发展简史论文摘要：量子理论是在普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难，引入能量子概念的基础上发展起来的，爱因斯坦提出光量子假说、运用能量子概念使量子理论得到进一步发展。
玻尔、德布罗意、薛定谔、玻恩、狄拉克等人为解决量子理论遇到的困难，进行了开创性的工作，先后提出电子自旋概念，创立矩阵力学、波动力学，诠释波函数进行物理以及提出测不准原理和互补原理。
终于在1925年到1928年形成了完整的量子力学理论，与爱因斯坦的相对论并肩形成现代物理学的两大理论支柱。
关键词：量子力学；量子理论；矩阵力学；波动力学；测不准原理量子力学揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了基础。
它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质，光的吸收与辐射等等方面。
从1900年到1913年量子论的早期提出，到经过许多科学家如玻恩、海森伯、玻尔等人的努力诠释，量子力学得到了进一步发展。
后来遭到爱因斯坦和薛定谔等人的批评，他们不同意对方提出的波函数的几率解释、测不准原理和互补原理。
双方展开了一场长达半个世纪的论战，至今尚未结束。
一、量子论的早期1 普朗克的能量子假设普朗克在黑体辐射的维恩公式和瑞利公式之间寻求协调统一，找到了与实际结果符合极好的内插公式，迫使他致力于从理论上推导这一新定律。
但是，他经过几个月的紧张努力也没能从力学的普遍理论直接推出新的辐射定律。
最后只好用玻尔兹曼的统计方法来试一试。
他根据黑体辐射的测量数据计算出普适常数，后来人们称这个常数为普朗克常数，也就是普朗克所谓的“作用量子”，而把能量元称为能量子。
2光电效应的研究普朗克的出能量子假说具有划时代的意义，但是，不论是他本人还是同时代人当时对这一点都没有充分认识。
爱因斯坦最早明确地认识到，普朗克的发现标志了物理学的新纪元.1905年，爱因斯坦在其论文《关于光的产生和转化的一个试探性观点》中，发展了普朗克的量子假说，提出了光量子概念，并应用到光的发射和转化上，很好地解释了光电效应等现象。
量子力学论文题目（导师拟定题目106个）
量子力学论文题目（导师拟定题目106个）量子力学论文题目(导师拟定题目106个)量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。
量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。
以下是整理好的106个关于量子力学论文题目，供大家参考。
量子力学论文题目一：1、球极坐标系下角动量平方算符与拉普拉斯算符的推导——多元复合函数微商法则在量子力学中的应用2、“相对论性量子力学”是否真的存在3、时空与物质、广义相对论与量子力学的完美结合——深度科普解读双中子星并合多信使观测4、氢负离子在金属面附近光剥离截面的量子力学计算5、地方高校《量子力学》双语教学探讨6、浅谈创新思维在量子力学教学中的应用7、用超对称量子力学方法求三维氢原子势的精确解8、关于量子力学中波函数有限性问题的思考9、量子力学中的相位及其教学10、基于SPOC的量子力学混合式教学模式改革与实践11、量子力学中的试探函数方法12、微电子专业的量子力学一维无限深方势阱讲授13、改进量子力学曲率解释新探14、关于量子力学-经典力学-相对论力学的统一性理论可行性研究续(12)——关于宇宙大爆炸和宇宙演化等的证明及其他15、计量科学的经典力学与量子力学的桥梁16、关于量子力学与编码基因相关问题的探讨17、量子力学与中观佛教的“空性”观18、量子力学教学中关于自旋算符及其对易关系引入方式的探讨19、量子信息学——源自量子力学的第二次信息革命20、量子力学波粒二象性以及纠缠现象的一个实验验证21、中国科学院院士潘建伟:量子力学催生第三次产业变革22、量子计算机的基本原理以及在量子力学教学中的探讨23、量子力学课程“问题驱动式”教学模式探讨24、抚顺油页岩干酪根热解反应性分子动力学-量子力学模拟25、怎样在没有开设量子力学的材料系上好固体物理课量子力学论文题目二：26、基于学习环模式的量子力学教学模式研究——以“一维无限深势阱”为例27、量子力学教学过程中的可视化改进28、探究量子力学与经典力学之间的联系29、浅谈量子力学中的哲学思想30、浅谈量子力学中观察方法的问题31、从量子力学的诞生和发展得到的教学启示32、量子力学教学改革研究与实践33、能量量子化在量子力学创立所起的作用34、“量子力学”教学中常见问题及教育供给侧改革方案35、量子力学是什么?36、量子力学教学改革探讨37、量子力学中Kubo恒等式的推广38、从泡利矩阵解析量子力学中的几类典型计算问题39、理工院校《量子力学》教学改革分析40、关于量子力学-经典力学-相对论力学的统一性理论可行性研究续(13)——关于新量子力学的几个问题41、浅析原子物理和量子力学看物质的不连续性42、浅谈量子力学与经典力学的异同性43、量子力学多世界解释视角下的睡美人悖论44、凝聚态物理与量子力学研究45、量子力学与物质波研究46、量子力学的发展对人类意识的影响47、工科专业量子力学课堂教学探讨48、量子力学的三种绘景49、关于量子力学教学改革的一些探讨50、《高等量子力学》课程建设和改革初探量子力学论文题目三：51、本科生量子力学教学改革探索52、量子力学诠释综论53、宇宙相对论时空映射及引力与量子力学的研究54、一种基于量子力学的遥感图像滤波方法研究55、从量子力学解释到量子场论解释56、面向材料类专业的量子力学教学探索57、利用弦链系统模拟量子力学中的Dirac梳58、试论代数解法在量子力学中的应用59、基本力的关键思考及量子力学与广义相对论的统一模型60、迟到的巨着——《量子力学》(一、二卷)中文版面世61、量子力学课程教学中的困惑与思考62、思维与量子力学63、量子力学理疗应用——以沃尔康人体排毒仪为例64、量子力学中的量子化65、来自相对论和量子力学的一些联想66、量子力学在5G通信中的应用67、量子力学中坐标平移算子的性质及其应用68、量子力学课程中问题式教学法的构建与实施69、量子力学哲理与中医具身临床思维的相关性研究70、医用量子仪器NMRI的科学基础:H原子量子力学21世纪智能制造的前瞻技术“量子仪器-通信机-计算机”71、不一样的量子力学72、信息主义视角下对量子力学哥本哈根解释的哲学反思73、量子力学双语教学心得74、中医形神关系和量子力学75、长江师范学院物理学专业量子力学课程改革的探究量子力学论文题目四：76、量子力学诠释问题77、δ函数在量子力学中的应用78、1933年诺贝尔物理学奖——埃尔温·薛定谔与保罗·狄拉克因发现量子力学的基本方程——薛定谔方程和狄拉克方程79、量子力学最终理论80、浅论相对论与量子力学的统一81、如何让学生深刻理解量子力学教学中的厄米性和幺正性——以具体二能级系统为例82、主体与真理之间:量子力学解释的齐泽克路径83、爱因斯坦与量子力学解释84、氢光谱精细结构的量子力学解释85、意识研究的量子力学方法兴起86、量子力学的宇宙测试87、关于量子力学中波函数复数表示的讨论88、量子力学的军事应用展望89、量子力学教学的探索与改革90、一念非凡之薛定谔量子力学是本征值问题91、关于量子力学-经典力学-相对论力学的统一性理论可行性研究(续4)——若干问题的概念化与详解92、δ函数及在量子力学中的应用93、浅谈量子力学课程中波函数几率解释94、“烟雾缠绕的巨龙”:量子力学与延迟选择实验95、《量子力学》理论教学与科研实践相结合的教学模式的思考96、量子力学中对易关系的计算研究97、论平均值公理在量子力学中的地位及其对教学的启示98、混合教学在量子力学课程教学中的应用研究99、量子实在:从量子力学到量子通讯100、关于量子力学-经典力学-相对论力学的统一性理论可行性研究(续5)——动—势能及角动量守恒的定量解释101、浅谈经典理论与量子力学的联系102、量子力学视域下“三个世界”的释义103、量子力学中的自由意志定理104、量子力学视角下的三种意识解释105、量子力学多世界解释探源106、基于MFCC方法计算表皮生长因子受体与4-苯胺基喹唑啉结合的量子力学机制。
量子力学中的隧穿效应的原理及其应用
量子与统计物理课题论文论文名称：量子力学中隧穿效应的原理及其应用所在班级：材料物理081小组成员：黄树繁（08920107）蒋昌达（08920108）摘要：量子隧穿效应为一种量子特性，是如电子等微观粒子能够穿过它们本来无法通过的“墙壁”的现象。
这是一种特殊的现象，这是因为根据量子力学，微观粒子具有波的性质，而有不为零的几率穿过位势障壁。
本文主要介绍量子隧穿效应的基本原理、简单和稍微复杂一点的情况的推导过程，然后介绍下隧穿效应在实际中的应用—扫描隧道显微镜（STM）。
关键词：量子力学；隧穿效应；STMAbstract:Tnneling effect is a property of quantum,is a effect of Microscopic particles ,for example electrons,can get through “barriers” which they cannot used to.It is a unique phenomenon in Quantum mechanics which do not exist in classical mechanics. This paper mainly introduce the basic principle of QM,and conduct the mathematical derivation of the modle. Finally,we introduce an important application in practice of quantum tunneling effect—Scanning Tunneling Microscope.Key Word: Quantum mechanics;Tunneling effect;STM0.引言对于一个经典粒子(具有一定的有效质量)在外加电磁场中的行为服从牛顿力学，同时还受到声子、杂质等的散射，无须考虑量子效应 ( 尺寸引起的量子化、量子力学隧穿透效应、量子相干效应等)。
量子力学小论文
= ������������（t1 − t0）其中������������
= ������������
2������
是动量为������������的简
谐波的相速度。由此，叠加的新的波包将相对 t0 时刻的波包在空间上存在扩展
效应。也就是说，德布罗意波的波包在经历时间的演化将在空间中逐渐扩展开，
粒子的非定域性也随时表现的越加明显。
量子力学的几率解释
对于存在电磁能量的量子—光子，我们可以将其描写为平均圆频率为
和总
能量为
的归一化波包。又因为作为描述波函数 k 和圆频率
的简谐
波的振幅的权重而引入的谱函数：
在描写光子时，则
将看做是解释光子处于波数为 k 的几率密度 P(k)的
一种度量。也即，找到光子处在波数为
之间的几率为
p(k)Δk = N|������(������)|2Δ������
这样的 一个组态称之为波包， f(k)为谱函数 对应于波函数为 k 和圆频率为 的简谐波的振幅。
考察一个简单的谱函数-----Gaussian 函数
其中 f(k)在 k=k0 处取得极大值， 和代替积分近似有：
为高斯谱函数的宽度并且通过有限项的求
对于时间的演化，在 t1>0 时刻： 由于组成波包的所有波包均以光速 c 移动了c ∗ t1，因此由这 t1 时刻叠加的新波 包较 t=0 时刻而言也仅仅表现为波包移动了c ∗ t1的距离而形状保持不变。故上 述形式的波包在任意时刻保持同样形状。
2������ 与光子的平面波类似，给出非相对论下关系：
上式即为物质波的德布罗意波。
对应的相速度
������������
=
������ = ������ 。
量子力学科学论文Word版
量子力学科学论文Word版量子力学科学论文
1. 引言
- 介绍量子力学的背景和重要性；
- 阐述本篇科学论文的研究目的和意义。
2. 量子力学的基本概念
- 介绍波粒二象性；
- 解释量子叠加和量子纠缠；
- 讲解量子态和测量。
3. 量子力学的数学描述
- 向读者阐述量子力学中的基本数学工具，如希尔伯特空间、本征值问题、波函数等；
- 解释量子力学中的算符和观测量。
4. 量子力学的主要原理
- 介绍不确定性原理和波函数塌缩；
- 阐述量子力学的时间演化算符和薛定谔方程。
5. 量子力学中的应用
- 介绍量子纠缠的应用，如量子隐形传态和量子密码学；- 解释量子力学在微观世界的实验验证和应用。
6. 研究方法与实验进展
- 分享近期关于量子力学的研究方法和实验进展；
- 讨论相关的数据和实验结果。
7. 讨论与展望
- 对量子力学的发展前景进行展望；
- 分析当前研究中存在的问题和挑战；
- 提出可能的解决方案。
8. 结论
- 总结本文的研究内容和重要发现；
- 强调量子力学的重要性和应用前景。
9. 参考文献
- 引用本文涉及到的研究论文、书籍和其他来源。
以上是《量子力学科学论文》的大纲，希望能对您的写作提供一些帮助。
根据需要，您可以进一步扩充和详细描述每个部分的内容。
注意使用适当的科技术语和准确的描述，以确保论文的学术性和专业性。
祝您写作顺利！。
量子力学论文
量子力学与经典力学异同之我见摘要：1.方法与任务经典力学的任务大致可以分为三类：（1）初值问题：给定系统初始时刻的状态，即每一个质点的坐标及速度，给定每一个质点的手里函数Fi（t），描写体系未来的状态（位置和速度）。
（2）定态问题：给定体系的受力条件，描写体系最后达到的平衡条件（质点或刚体的位置）。
（3）逆向问题：已知系统中质点的运动规律反推质点（或由无数质点组成的物体）的受力信息。
例如在汽车设计中，需要根据时速确定轮胎所受的离心力，从而设计所用的材料的强度。
量子力学作为力学也履行经典力学的三个任务。
所不同的是,面对初值问题确定系统的初试波函数时，很难用仪器直接测量。
通常将能量最低的本征态视为初态，其依据是量子体系特别是由少数粒子组成的体系容易达到统计力学平衡状态，这时系统处于最低能态的几率最大。
处理定态问题时由于量子力学引入了力学量算符，导致体系的力学量通常只能取一些分立值，即出现不连续的量子化现象。
量子力学将力学的第三个任务处理为散射问题，即由碰撞后粒子的运动状态确定碰撞过程中的作用力形式。
量子力学在履行上述任务时首先根据经典力学关于质点的哈密顿量写出相应的算符，由此确定体统的波函数Ψ(t)随时间的演化，而波函数模平方∣Ψ(t)∣²代表质点在空间某点出现的概率密度。
在这种意义上，可以说量子力学描写的东西仍然是质点在微观层次的运动状态，这是与经典力学相同的。
所不同的是，经典力学所给出的描写是唯一确定的，而量子力学通常只给出各种时间出现的概率，即便是任意时刻的波函数Ψ(t)已被完全确定。
2.自由电子如何飞翔与人们日常生活最密切相关的基本粒子是电子。
我们所感受到的各种物体的颜色、体积、软硬程度，都由电子运动状态决定；有关电视电脑等各种电器以及大量测量仪器的设计，其主要处理的物理对象也是电子。
如下图所示，电子枪将一个电子以速度v 射入真空室。
设电子进入真空室时的位置矢量为零，试问经历时间t 后，电子空间位置如何？R (t)=v*t按照速度的定义其测定必须观测粒子在给定时间间隔△t 内所经过的空间距离△s ，由此得到在△s 内的平均速度V=△s ∕△t 。
量子力学学术论文Word版
量子力学学术论文Word版引言量子力学是现代物理学的重要分支，对于理解微观世界的行为具有关键性的意义。
本文旨在研究量子力学的基本原理和一些重要的应用。
量子力学的基本概念量子力学的核心观念是波粒二象性。
根据波动粒子二象性理论，所有粒子都具有波动性质，而波动性质则通过波函数来描述。
波函数是描述粒子状态的数学函数，通过它可以获得粒子的位置、动量以及其他性质的概率分布。
根据薛定谔方程，波函数随时间的演化可以确定粒子的运动。
量子力学的基本原理量子力学的基本原理包括波函数叠加原理、观测与测量原理、确定原理等。
根据波函数叠加原理，当多个波函数叠加时，最终得到的波函数是各个波函数的叠加结果。
观测与测量原理指出，观测过程会导致系统的状态塌缩到一个确定的状态。
确定原理则表明在某一时刻，粒子的位置和动量无法同时精确确定。
量子力学的应用量子力学的应用非常广泛，涉及到量子计算、量子通信、量子力学光学等领域。
其中，量子计算是最具有潜力的应用之一。
量子计算利用量子比特的叠加和纠缠特性，可以执行一些传统计算机无法完成的任务，例如因子分解和优化问题。
此外，量子通信利用量子纠缠的特性，可以实现安全的加密通信，抵抗量子计算的破解。
量子力学光学则将光学和量子力学结合，研究光子的量子行为，在量子计算、量子通信等领域有着重要应用。
结论量子力学是解释微观世界的理论框架，通过波函数描述了粒子的特性和行为。
其基本原理展示了核心概念，而应用则表明了量子力学在未来科技发展中的重要性。
我们相信随着量子技术的不断发展，量子力学将为人类带来更多令人兴奋的突破。
以上是对量子力学的一个简要介绍，包括基本概念、基本原理以及应用领域等。
随着科学技术的发展，我们对量子力学的理解和应用将会不断深化。
新的发现和进展将进一步推动科技的发展，带来更多的创新和突破。
大学物理小论文
电子科技大学大学物理论文姓名：***学号：*************指导教师：***论文题目：浅谈量子力学摘要：量子理论是在普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难，引入能量子概念的基础上发展起来的。
爱因斯坦提出光量子假说、运用能量子概念使量子理论得到进一步发展。
玻尔、德布罗意、薛定谔、玻恩、狄拉克等人为解决量子理论遇到的困难，进行了开创性的工作，先后提出了不确定性原理和互补原理。
终于在1925年到1928年形成了完整的量子力学理论，与爱因斯坦的相对论并肩形成现代物理学的两大支柱。
关键词：黑体辐射、普朗克量子假说、光量子理论、玻尔的原子理论浅谈量子力学一、量子力学的初步19世纪末20世纪初，人们认为经典物理发展很完美的时候，一系列经典理论无法解释的现象一个接一个的发现了。
经典力学时期物理学所探讨的主要是用比较直接的实验研究就可以接触到的物理现象的定理和理论。
牛顿定理和麦克斯韦电磁理论在宏观和慢速的世界中是很好的自然规律。
而对于微观世界的物理现象，经典物理学就显得无能为力，很多现象没发解释。
这些困难被看做是“晴朗天空的几朵乌云”，正是这几朵乌云引发了物理界的变革。
下面简述这几个困难：⑴黑体辐射完全黑体在与热辐射达到平衡时，辐射能量密度随频率变化会有一个曲线。
韦恩从热力学普遍理论考虑以及分析实验数据的得出一个半经验公式。
但是韦恩公式并不是与所有实验数据吻合的很好。
在长波波段，韦恩公式与实验有严重偏离。
瑞利和金斯根据经典电动力学和统计物理学也得出黑体辐射能量分布公式。
他们得出的公式在长波部分与实验结果比较符合，而在短波部分则完全不符。
这促使普朗克在韦恩公式和瑞利-金斯的公式之间寻求协调统一，结果得出一个两参数的普朗克公式，此公式不仅与实验符合的最好，而且形式最简单（韦恩公式除外）。
普朗克提出这个公式后，许多实验物理学家立即用它去分析了当时最精确的实验数据，发现符合的非常好。
他们认为，这样简单的一个公式与实验如此符合，绝非偶然，在这公式中一定蕴藏着一个非常重要但尚为被人们揭示出的科学原理。
量子信息论文（五篇范例）
量子信息论文（五篇范例）第一篇：量子信息论文量子信息——新时代科技的推进器现如今，量子信息已成为科学领域发展必不可少的要素之一，其实，在20世纪初量子就已经被发现并被人类所利用。
在19世纪后期，在科学界出现了许多难题——很多物理现象无法用经典理论解释，包括在当时科学界讨论很激烈的黑体辐射问题（由于物体辐射的电磁波在各个波段是不同的，并且受物体自身特性和温度的影响，为了研究这种规律，科学家定义了黑体来作为热辐射研究的标准物体）。
1900年，当普朗克研究黑体辐射时，提出了普朗克辐射定律，量子这一概念就此诞生。
量子假设的提出终结了经典物理学的垄断地位，使物理学进入了微观时代，也就是现代物理学的诞生。
而经过一个多世纪的发展，量子领域的一些假设仍然不是非常严密，还需在日后的研究中逐步完善，但这并不能否认量子在目前科学领域的领导地位。
量子，即某物质或物理量特性的最小单元，它以qubit为单位，而从中衍生的量子力学，量子力学中的量子通信已经成为当今科技发展的主要领域。
先讨论一下量子力学，上文提到过量子力学是描述微观物质的理论，与相对论紧密结合，成为现代物理学的支柱。
它强调微观世界的不确定性以及客观规律，而其中最著名的预测便是量子纠缠态，即使两个粒子在空间上也许会相距很远，但是其中一个粒子会时刻随着另外一个粒子的改变而改变，因此，爱因斯坦将量子纠缠称为“幽灵般的超距作用”，这种粒子的互相影响现象听起来似乎十分玄学，但是它的确是科学家在实际试验中获得的现象。
例如，我国量子卫星“墨子号”成功实现了“千公里级”的星地双向量子纠缠分发，在全世界取得领先的地位。
值得一提的是，21世纪兴起的量子计算机中的原理正源自于量子之间的纠缠，在量子计算机中，基本信息单位是量子比特，运算对象是量子比特序列。
相对于传统计算机，量子计算机拥有其特殊的优越性，量子比特序列不但可以处于各种正交态的叠加态上，而且还可以处于纠缠态上。
这些特殊的量子态，不仅提供了量子并行计算的可能，还做到了传统计算机几乎无法完成的工作。
谈工科《量子力学》的教学理学论文
谈工科《量子力学》的教学理学论文谈工科《量子力学》的教学理学论文摘要：本文从工科《量子力学》课程的性质和特点出发，对《量子力学》的教学思路、数学准备、教学方法及考核方法等提出了一些改革措施和建议，以激发学生的学习积极性，提高教学质量。
关键词：量子力学教学内容教学方法量子力学作为工科相关专业的一门重要的专业基础课程。
然而，近几年在工科量子力学上的教学安排上，总学时在减少。
对于教师来说，如何在较少的学时内，既能保持原有的教学内容的总体框架，又能结合专业知识与特点，是本课程的一门重要研究课题。
而对广大学生来说，如何从物理的角度去学好这门课程，也是相当困难的。
因此我们需要进行以下改革。
1把握好课程的主脉以高等教育出版社周世勋教授主编的《量子力学》为例，简短的概括本教材的内容就是：绪论，波函数和薛定鄂方程，量子力学中的力学量，态和力学量的表象，微扰理论，散射，自旋与全同粒子。
把握好了这个主脉，教学中才能有的放矢，游刃有余。
具体来说，每一个物理问题的处理，通常需要三个步骤：(1)建立和了解物理模型(2)应用数学知识求解物理模型(3)解释物理模型，用量子力学的语言去解释用数学知识算出的结果。
2做好相关基础知识的铺垫这一点比较重要，很多学生反应《量子力学》这门课比较难学，主要原因是基础知识掌握得不扎实。
要学好这门课，至少需要一下知识铺垫。
(1)《高等数学》中的`相关知识，如微积分，级数，场论的相关知识，常微分方程的求解等，这些知识需要教师带领学来复习并应用到本课程的学习中。
(2)《线性代数》的相关知识，如：矩阵的乘法，解线性方程组，本征值等。
(3)《数学物理方法》的相关知识，如：复变函数积分，傅立叶变换与拉普拉斯变换，留数定理，?函数，特殊函数等。
(4)物理背景，只有掌握了一定的物理背景，才会从更容易的理解的物理角度去深刻地理解量子力学。
我们采取灵活多样的教学方法，注重了传统的教学方法与现代教学方法的结合，在教学内容改革方面进行以下尝试。
生物医学领域中量子力学的运用探讨-力学论文-物理论文
生物医学领域中量子力学的运用探讨-力学论文-物理论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——生活中的力学论文第七篇：生物医学领域中量子力学的运用探讨摘要：量子力学是描述微观粒子运动规律的物理学分支。
随着量子理论的快速发展以及仪器和技术的进步，基于量子力学原理的各项技术在不同学科得到应用，如量子计算、量子通讯、量子计量、量子成像、量子点荧光技术以及计算机辅助药物设计等，这些技术的应用为科研工作提供了极大的便利。
文章主要综述了量子力学在生物医学领域的应用。
关键词：量子力学; 量子技术; 生物医学;Quantum mechanics in biomedical scienceFANG Huiling WANG HualiangShanghai Center for Clinical LaboratoryAbstract：Quantum mechanics is a branch of physics,which studies the laws of motion of particles at small scales and atoms at low energy levels. As a result of the rapid development of quantum theory and progress in instruments and techniques,various quantum techniques based on quantum theory are widely used in different disciplines,including quantum computing,quantum communication,quantum metrology,quantum imaging,quantum dot luminescence and computer-aided drug design,which makes scientific researches more convenient. Selected applications for quantummechanics are given in this review mainly focusing on the perspective of biomedical science.量子是表现某物质或物理量特性的最小单元。
量子力学论文---
量子力学论文---量子力学的矩阵力学的建立和演化量子力学的矩阵力学的建立和演化量子论和相对论是现代物理学的两大基础理论。
它们是在二十世纪头30年发生的物理学革命的过程中产生和形成的，并且也是这场革命的主要标志和直接的成果，量子论的诞生成了物理学革命的第一声号角。
经过许多物理学家不分民族和国籍的国际合作，在1927年它形成了一个严密的理论体系。
它不仅是人类洞察自然所取得的富有革命精神和极有成效的科学成果，而且在人类思想史上也占有极其重要的地位。
如果说相对论作为时空的物理理论从根本上改变人们以往的时空观念，那么量子论则很大程度改变了人们的实践，使人类对自然界的认识又一次深化。
它对人与自然之间的关系的重要修正，影响到人类对掌握自己命运的能力的看法。
量子论的创立经历了从旧量子论到量子力学的近30年的历程。
量子力学产生以前的量子论通常称旧量子论。
它的主要内容是相继出现的普朗克量子假说、爱因斯坦的光量子论和玻尔的原子理论。
旧量子论是以电子运动的古典力学和与其不相容的量子假设的不自然的结合为基础的，把玻尔的理论应用于氢原子可以算出它所发射的光的频率，并且和观察结果一致。
然而这些频率和电子环绕原子核的轨道频率以及它们的谐频都不相同，这个事实暴露了玻尔理论的内在矛盾。
人们自然要问，原子中电子的轨道运动的频率怎么能够不在发射的频率中显示出来呢?难道这意味着没有轨道运动?假如轨道运动的观念是不正确的，那么原子中的电子到底是怎样的呢？对于这些问题的思索是沿着两条道路进行的。
一条道路是玻尔指出的，对于高轨道，发射辐射的频率和轨道频率及其谐频一致这个事实，使他提出发射光谐线的强度接近于对应的谐波的强度。
这个对应原理对于近似计算谱线强度已经证明是很有用的。
另一条道路来自爱因斯坦的光的波粒二象性的启发。
电子也许是像光子一样具有波粒二象性，对应于一个电子的运动是某种物质波。
量子论是准确的数学描述就是沿这两条道路发展出来的。
沿着对应原理的道路，人们不再把力学定律写成电子的位置和速度的方程，而是写为电子轨道傅里叶展式中的频率和振幅的方程，找到同发射辐射的频率和强度相对应的那些量之间的关系，建立了矩阵形式的量子力学。
量子力学论文
量⼦⼒学论⽂量⼦⼒学是研究物质世界微观粒⼦运动规律的物理学分⽀，主要研究原⼦、分⼦、凝聚态物质，以及原⼦核和基本粒⼦的结构、性质，与相对论⼀起构成现代物理学的理论基础。
量⼦⼒学是现代物理学的基础理论之⼀，⼴泛应⽤于量⼦化学、量⼦光学、量⼦计算、超导磁体、发光⼆极管、激光器、晶体管和半导体如微处理器等领域。
量⼦⼒学论⽂1 量⼦⼒学在本世纪⼆⼗年代就形成了其形式系统，然⽽它的物理意义，亦即对它的解释却⼀直众说纷纭，时⾄今⽇仍是物理学家和哲学家关注的⼀个中⼼问题。
虽然在其体系形成后不久，玻尔就在玻恩的⼏率诠释和海森堡的测不准原理基础上，提出了系统⼀贯的互补性诠释并成为被普遍接受的正统诠释，但互补思想的确切内容却始终没有⼈能说得清，因为玻尔总是把他深奥的思想，深深藏在晦涩冗长的深思熟虑的句⼦和事例性的说明之中，⽽没有任何现成的条条款款，这就使得⽆论接受它的还是反对它的⼈都给出了各式各样不同的理解，所以互补含义亟需澄清。
关于量⼦⼒学诠释研究的主要问题也都与互补性诠释密切相关（如因果性问题、⼏率性问题、关于测不准关系的理解问题、测量问题、完备性问题等），这些问题的澄清和解决也⾸先需要正确理解互补性诠释。
１．互补性诠释的逻辑结构 与互补性诠释不同的其它诠释的逻辑结构是，先设计出某种本体实在的模式，再将这种本体实在与量⼦⼒学中的某种符号联系起来，然后将这种符号按量⼦⼒学演绎的理论结果与观察结果对照来解释量⼦现象和量⼦理论。
在这些解释中，观察结果不是作为解释的根据，⽽是作为量⼦⼒学演绎的结果。
如隐变量理论先假设有因果决定性的亚量⼦层的隐变量的本体实在，再将这种本体实在隐变量的统计平均与量⼦⼒学中的可观察量联系起来，量⼦⼒学的理论值就代表着隐变量的统计平均的演化结果，它与统计性的结果相对应，这样隐变量理论就将观察结果和量⼦⼒学的描述解释为客体的隐变量的统计平均的表现和对这种统计平均的变化规律的描述。
统计系综诠释则先假设统计分布具有实在的客观性，它代表着微观客体的状态和特征，量⼦⼒学描述中的波函数ψ的模⽅就表⽰客体的这种统计分布，波动⽅程的解的模⽅与观察结果的统计分布相⼀致，表⽰着客体的统计分布状态。
【完整版】毕业论文--量子力学中微扰理论的简单论述--量子力学论文
0
微扰理论是量子力学的重要的理论。对于中等复杂度的哈密顿量，很难找到其薛定谔方程的精确解。我们所知道的就只有几个量子模型有精确解，像氢原子、量子谐振子、与箱归一化粒子。这些量子模型都太过理想化，无法适当地描述大多数的量子系统。应用微扰理论，可以将这些理想的量子模型的精确解，用来生成一系列更复杂的量子系统的解答。
[10]J. W. S. Rayleigh, Theory of Sound, 2nd edition Vol. I, pp 115-118, Macmillan, London (1894)
A simple discussion of perturbation
theory in quantum mechanics
设 的本征方程是：
归一化条件是：
的本征方程是：
由于 是完备系，将 按 展开后，得：
将此式代入上式得：
以 左乘上式两端，对全空间进行积分后有：
其中：
按微扰的精神，将 的本征值 和在 表象中的本征函数 按的幂级数作微扰展开：
再将这两式代入后得：
比较上式给出的两端 的同次幂，给出：
：
：
如果讨论的能级是第 个能级，即 ，由 的0次幂方程式得：
（4）关于 的讨论：由 得出，若设我们将 看成一个可变化的参数，则显然当 0时， ，这时体系未受到微扰的影响；当 1时， ，微扰全部加进去了。因此、可以想象体系当从 0缓慢变化到 1的过程，也就是体系从无微扰的状态逐步变成有微扰的状态的过程。[7]
1.5
设 是 的函数，因此他的本征方程和归一条件为：
则，由：
将得出 。无须再去重新组合零级波函数。简并微扰可类似于非简并微扰的方法处理。[10]
毕业论文---量子力学中的态叠加详解
题目：量子力学中的态叠加郑重声明本人的毕业论文(设计)是在指导老师尹建武的指导下独立撰写并完成。
毕业论文（设计）没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任；并可以通过网络接受公众的查询。
特此郑重声明。
毕业论文设计者（签名）：目录摘要；本文根据量子力学中的态叠加原理，给出了不同学者关于量子力学态叠加原理的几种表述，比较和分析了各种表述中的观点和有争议的问题，对于叠加原理的物理意义，以及数学型叠加和物理型叠加等问题进行了讨论，特别强调了体系的外部环境与状态叠加之间的关系。
本文的主要研究内容包括：1. 有关学者对原理的表述 2. 有关学者对原理的认同点 3. 不同学者对原理的争议之处 4.简单总结评论 5. 有关问题的进一步讨论关键词：量子态；态叠加原理；量子力学基本问题英文摘要；The principle of superposition in quantum mechanics Abstract：According to the principle of superposition in quantum mechanics in this paper,given the different scholars on the superposition principle of quantum mechanics of several statements,The agreement and disagreement among these statements are comparedand analyzed．The physical meaning of this principle and mathematical type and physical type of superposition are discussed．The relationships between superposition of quantum state and external environment of the system havebeen laid on special emphasis．Key words：quantum state，principle of superposition，fundamental problem of quantum mechanics正文：量子力学是现代物理学的两大支柱之一，是20世纪基础物理学取得的两大成就之一，是反映微观粒子运动规律的理论．量子力学态叠加原理(以下简称态叠加原理)是量子力学的一个基本原理，在量子力学理论体系中占有相当重要的地位．虽然量子力学诞生至今已近80年了，叠加原理也得到了一系列实验的证明，如电子衍射实验、中子干涉实验、电子共振俘获等，但时至今日，人们对态叠加原理的认识却仁者见仁、智者见智．本文对这个问题进行了比较、分析和讨论．1.有关学者对原理的表述在量子力学发展史上，尤其是现行的量子力学专著或教材里，不同的学者对态叠加原理进行了不同的描述．我们选择国内外3种比较典型的说法作一下简单介绍．1)狄拉克的表述据说，第一次明确提出态叠加原理的是狄拉克．他在1930年出版的第l版《量子力学原理》书中提出“系统的态可以定义为受许多条件或数据所制约的未受干扰的运动．⋯⋯在实践上，这些条件可以通过适当的制备系统而加上去．⋯⋯态这一词可能用于指某一特定时刻(在制备过程以后)的态，或者也可能用于指在制备过程以后全部时间的态．为了区别这两种含义，在容易产生含混时我们将把后一种称之为运动态”．关于态叠加原理，狄拉克认为“每当系统是确定地处于一个态时，我们就能把它看成是分别部分地处于两个或更多的态中的每一个”⋯．2)朗道的表述朗道和E．M．栗弗席茨在他们著的《量子力学》中把态叠加原理表述为：“假如在波函数为ψ1（q，t）t)的态中进行某种测量获得可靠的肯定结果(称为结果I)，而在波函数为ψ2(q，t)的态中获得的结果为Ⅱ，那么可以断定在ψ1与ψ2的任一线性组合给出的态中，亦即在任一形如C1ψ1+C2ψ2的函数形式(其中C1和C2是两个常数)的态中，进行同样的测量所得的结果或者是I，或者是Ⅱ．此外，我们还可以假定，如果已知以上两个态与时间的关系，其中一个由函数ψ1(q，t)给出，另一个由函数ψ2(q，t)给出，那么它们的任一线性组合也给出该组合态与时间的可能关系．以上假定构成了所谓的态叠加原理”.4）喀兴林的表述ψ喀兴林在2000年出版的《高等量子力学》书中把态叠加原理表述为“若ψ1和ψ2是粒子的两个可能状态，则ψ =C1ψ1+C2ψ2也是粒子可能的状态”．尽管原理的表述形式各异，但都包含以下基本内容如果ψ=1和ψ2是体系的可能状态，那么，它们的线性叠加ψ=C1ψ1+C2ψ2(C1..C2是复数)也是这个体系的一个可能状态4）曾谨言的表述曾谨言在他著的《量子力学》中说：“更简单和更一般地说，设体系处于ψ1所描述的状态下，测量某力学量A所得结果是一个确切的值a1，又假设在ψ2描述的状态下，测量A的结果是另外一个确切的值a2，则在ψ =C11ψ +C2ψ2(其中C1和C2是两个常数)所描述的状态下，测量A所得结果可能为a1，也可能为a2(但不会是另外的值)，而测得为a1或a2的相对几率是完全确定的．我们就称ψ态是ψ1态和ψ2态的线性叠加．”这就是曾谨言关于态叠加原理的表述．5）周世勋的表述对于一般的情况，如果ψ1和ψ2是体系的可能状态，那末，它们的线性叠加也是这个体系的一个可能状态，这就是量子力学中的态叠加原理。
量子力学论文
量子力学结课论文从势垒隧穿到扫描隧道显微镜王忠鹏中国石油大学（华东）理学院材料物理1303班 1309050315摘要：本文首先介绍了势垒隧穿效应，也称量子隧穿效应，而后介绍由此效应研制出的扫描隧道显微镜的原理及发展历史等。
关键词：势垒隧穿扫描隧道显微镜原理发展历史引言：自1928 年，乔治·伽莫夫正确地用量子隧穿效应解释了原子核的阿尔法衰变以来，势垒隧穿效应广泛应用在各个领域，像电子的冷发射(cold emission)、半导体物理学、超导体物理学等等。
快闪存储器的运作原理也牵涉到量子隧穿理论。
另外一个重要应用领域是扫描隧道显微镜。
正文：1.隧穿效应：在许多情况下，特别是在微观领域中，用势能函数来描述力的特性，要比用力的各个分量来描述更为简明、人们能够把特定形式的势能，同在自然界中观测到的特定形式的势能相互作用联系起来。
大家知道，势能是状态的函数，在坐标和势能零点确定的情况下，物体的势能仅仅是位置的函数。
在一维情况下，势能随坐标变化的曲线，称为一维势能曲线，如下图所示在一维情况下，假设在保守力．厂( )的作用下，物体位置有了一个微小的增量dx，根据保守力做功与势能增量的关系可以得到，它表明，保守力指向势能下降的方向，其大小正比于势能曲线的斜率。
在仅有保守力作用的情况下，一维运动的质点机械能守恒，满足 Ek+Ep=E。
由于质点的动能不能为负值，因此，质点的总能量总是大于或等于势能。
根据这一论断，人们只要知道了势能函数以及质点的能量，不必详细求解运动方程，质点的运动范围就可以完全确定了．例如在上图中，如果质点的能量E=E2，则E≥ Ep要求x1<x<x2,这表示具有能量E2的质点只能在x1于x2之间运动，这种在有限范围中的运动称为束缚运动。
当E =E3时，质点可以在-∞ <x≤x3，或者x4≤x<∞两个无限的范围中运动，其中x3,x4是方程Ep（x）=E3的两个根。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
量子力学论文集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#量子理论及技术的发展【摘要】本文简述了在量子力学的发展过程中所带动的激光、半导体、扫描隧道显微镜、量子信息等技术的形成及影响，并借此强调了基础理论对于技术发明的重要性。
【关键词】量子力学激光半导体扫描隧道显微镜量子信息回顾科技史，以量子论、相对论为代表的近代物理学掀起了以能源、材料、信息为代表的现代技术革命，其中量子理论在形成中便带动了相关技术群的出现并促进了自身研究的深入和拓展。
一、从“光量子假说”到激光技术１９００年，德国物理学家普朗克为了解决有关热辐射现象的“黑体辐射”难题，提出了“普朗克假设”，其“能量子”概念的提出标志着量子力学的诞生。
随后，爱因斯坦于１９０５年提出了“光量子假说”以解释“光电效应”，使人们对能量量子化的认识更深入了一步的认识。
１９１６年，爱因斯坦指出辐射有两种形式：自发辐射和受激辐射，从而为激光器的发明奠定了理论基础。
激光器在技术上的最终实现得益于二战后对与雷达相关的微波的深人研究。
其中标志性的工作有：１９３３年拉登伯格观测到了负色散现象；１９３９年法布里坎特指出辐射放大的必要条件是实现粒子数反转；１９４６年布洛赫观察到了粒子数反转的信号；１９５１年珀塞尔第一次在实验中实现了粒子数反转并观察到了受激辐射；１９５１年汤斯首次提出实现微波放大的可能性；１９５４年汤斯等人成功地制成了世界上第一台“辐射的受激发射微波放大”的装置（简称脉塞Ｍａｓｅｒ）；１９５８年汤斯和肖洛论证了把微波激射技术扩展到论的又一重大课题。
在量子力学建立前，特鲁特于１９００提出了经典的金属自由电子气体模型，定性的解释了金属的电导和热导行为，但得到的定量比热关系在低温时与实验偏离较大。
１９０７年爱因斯坦应用了量子假说，所得结果得到了能斯特的实验验证和大力宣传，使量子论开始被人们认识，从而打开了迅速发展的局面。
从１９１３年玻尔提出半经典的量子论原子模型到１９２８年狄拉克发表电子的相对红外区和可见光区的可能性。
最终，美国休斯研究所的梅曼于１９６０年成功制造并运转了第一台激光器——红宝石脉冲激光器，同年１２月贾万研制出第一台气体激光器——氦氖激光器。
这两种激光器的相继问世引起了全世界科技界研究激光的热潮，各种激光器陆续出现。
其中有可获得大功率脉冲的钕激光器，连续输出大功率的二氧化碳激光器，可在室温下工作的小型半导体激光器，从化学反应获得能量的化学激光器，光谱线很宽的可以连续改变激光输出波长的染料激光器。
后来，还出现了自由电子激光器、准分子激光器、离子激光器等等。
激光的波长范围已扩展到从红外到紫外以至ｘ射线的所有波段，激光的应用更涉及到从日常生活到高新科技各个领域．如工业上的激光切割、焊接、打孔、表面改性、测距、大气污染分析；生物上的激光育种、水产养殖、品种改良、生命活细胞的全息照相；医疗上的激光外科手术、诊断；军事上的激光制导炸弹、强激光武器；此外，激光还应用于通信、光盘、分离同位素、激光核聚变等许多方面。
激光技术是以量子理论为主的现代物理学和现代技术相结合孕育出来的一门科学技术，它的发展历史不仅充分显示出物理科学理论对技术发明的预见性，而且它本身又作为现代科学技术家族中的一个优等生，大大促进和推动着现代物理学和现代科学技术的发展。
二、从“费米统计”到半导体技术继黑体辐射和光电效应之后，固体比热的研究是量子论的又一重大课题。
在量子力学建立前，特鲁特于１９００提出了经典的金属自由电子气体模型，定性的解释了金属的电导和热导行为，但得到的定量比热关系在低温时与实验偏离较大。
１９０７年爱因斯坦应用了量子假说，所得结果得到了能斯特的实验验证和大力宣传，使量子论开始被人们认识，从而打开了迅速发展的局面。
从１９１３年玻尔提出半经典的量子论原子模型到１９２８年狄拉克发表电子的相对论方程，短短几年内，量子力学的基础和数学框架就被确立了起来。
这为进一步解决了固体物理中的基本问题准备了条件，也为人类了解物质的微观结构奠定了基础。
１９２６年，狄拉克在薛定谔的多体波函数启示下，开始研究全同粒子系统，他发现，如果描述全同粒子的多体波函数是对称的，这些粒子将服从玻色一爱因斯坦统计；如果这一波函数是反对称的，这些粒子将服从费米一狄拉克统计，并证明了在波函数反对称条件下，新的统计是量子力学的必然结果。
１９２８年索未菲首先将费米一狄拉克统计用于电子气体，发展出了量子的金属自由电子气体模型。
在此模型基础上，普朗克于１９２８年在应用量子力学研究金属导电问题时，提出固体能带论的基本思想，第一次科学地阐明了固体为什么可按导电能力的强弱，分为绝缘体、导体、半导体。
随后，英国物理学家威尔逊于１９３１年据导电机理，将半导体分为“本征半导体”与“杂质半导体”，并提出半导体所有变化多端的性质和广泛的应用价值，都是由杂质导电机理决定的。
１９３９年肖特基、莫特和达维多夫，建立了解释金属一半导体接触整流作用的扩散理论。
这样，在量子理论的基础上发展起来的能带论、导电机理模型和扩散理论这三个相互关联逐步发展起来的半导体理论模型，便大体上构成了确立晶体管这一技术发明目标的理论背景。
技术上，贝尔实验室的固体物理研究组于１９４７年终于成功发明了晶体管；１９５８年第一块集成电路研制成功；１９６４年中规模电路研制成功并于１９７３年开始进入工业化生产阶段，踟年代则进人了超大规模集成电路时代。
集成电路发展速度之快，对社会生产、生活的影响之大是人们始料未及的。
以集成电路为核心的微电子技术渗透到现代通信、信息技术、计算机、医疗、能源、交通、自动化、教育传播等各个方面，尤其是对现代电子和信息技术的发展起了巨大的作用。
三、从“势垒隧穿”到扫描隧道显微镜技术量子力学不仅为了解物质结构奠定了理论基础，还开发了探测物质结构的重要技术手段。
经典物理中，粒子不能越过能量大于它的势垒而进入到另一个区域。
但在量子力学中，即使粒子能量小于势垒高度，粒子在垒区、甚至在垒后的波函数也都不为零，这就是说，粒子有一定的率处于势垒内。
甚至还有一定的概率能穿透势垒而进入垒后区域，好像在势垒中有一个“隧道”能使少量粒子穿过而进入垒后，所以人们就形象地称之为隧道效应。
１９８１年，ＩＢＭ公司苏黎世实验室的两位科学家宾尼希和罗雷尔利用电子的隧道效应制成了扫描隧道显微镜（ＳＴＭ，ＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎｅｌｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）。
其原理是，若将两块平行放置的相同导体平板电极用一非常薄的绝缘层隔开，并在两极之间施一直流电压，则在绝缘导区域将形成一势垒，负电极中的电子可以穿过绝缘层的势垒到达正电极，形成隧穿电流，据量子力学知识，这种情形下隧道电流密度随绝缘层厚度呈指数关系变化，因此ＳＴＭ具有高精度。
ＳＴＭ发明以后，相继诞生了一系列在工作模式、组成结构及主要性能与ＳＴＭ相似的显微仪器，构成了一个不断发展的“扫描探针显微镜”家族，用来获取有关表面结构的各方面信息。
这其中有１９８６年宾尼希等人在ＳＴＭ的基础上发明的原子力显微镜，克服了ＳＴＭ只能用于导体、半导体的不足；扫描噪声显微镜，不仅可用于观测表面形貌，还提供了一种控制隧道间隙的新方法，可用于热电子电压等测量；扫描隧道电位仪，由反馈系统利用交流电压控制隧道间隙的恒定，可用来测量纳米尺度的电位变化；弹道电子发射显微镜，利用的样品是金属一半导体构成的肖特基势导电结，是目前唯一能够在纳米尺度上无损伤探测表面和界面结构的先进分析仪器；此外，还有用光代替探针的近场扫描光学显微镜、光子扫描隧道显微镜等。
扫描探针显微术的诞生，使人类能够实时地观测原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理化学性质，大大缩短了宏观世界和微观世界的距离，对表面科学、材料科学、生物科学以及微电子技术的研究有着重大意义和重要应用价值，特别是它能够实施的对单个原子的操作和控制技术直接推动了纳米科技的飞速发展。
四、从“态叠加原理”到量子信息技术量子理论的一个特点是，在其基本理论体系建成并经广泛地成功应用后，围绕它基本概念和原理的理解及物理图像的争论也一直在进行着。
量子力学是用波函数（量子态）来描述量子客体的状态。
按照量子力学的态叠加原理，量子体系既可以处于一系列的稳定状态（定态），也可以处于它们的叠加态中。
如果测量处于叠加态粒子的某种属性（如能量），得到的是叠加态中所有可能的能量值中的某一个值，此值出现的几率大小取决于波函数的平方。
对此，爱因斯坦等人设计了“ＥＰＲ佯谬”来反对量子力学所描述的真实世界的非定域性；薛定谔设想了“薛定谔猫案”来怀疑宏观世界的量子效应。
当前，旷日持久的争论已从思辨性讨论转向实证性研究。
玻色一爱因斯坦凝聚实验、贝尔不等式违背实验、路径实验的完成已从技术上支持了量子力学的正确性，不仅逐渐澄清了对量子力学理论本身相关问题的认识，还开拓了量子力学新的应用领域。
当电子信息技术受芯片上集成晶体管极限数目的限制而不能继续发展时，信息科学与量子力学结合而产生出量子信息学便成为必然。
量子信息学的出发点是用量子态表示信息，有关信息的问题都必须采用量子力学来处理：信息的演变遵从薛定谔方程，信息传输就是量子态在量子通道中的传送，信息处理（计算）是量子态的幺正变换，信息的提取便是对量子系统实行量子测量。
量子信息的单元称为量子比特，它是两个逻辑态的叠加态，可以用实验中任何两态的量子系统来制备，如光子的正交偏振态、电子或原子核的自旋、原子或量子点的能级、任何量子系统的空间模式等。
信息一旦量子化，便服从量子力学的特性，主要有：量子态的叠加性、量子相干性、量子纠缠性、量子不可克隆定理以及量子不确定性原理等。
量子特性在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量和提高检测精度等方面可能突破现有经典信息系统的极限。
量子信息学主要包括量子通信、量子密码术、量子计算机等几个方面。
量子通信系统的基本部件包括量子态发生器、量子通道和量子测量装置。
按其所传输的信息是经典的还是量子的而分为两类。
前者主要用于量子密钥的传输，后者可用于量子隐形传送和量子纠缠的分发。
所谓隐形传送指的是脱离实物的一种“完全”的信息传送，在以前，这只是一种幻想。
１９９３年ＩＢＭ公司的本内特等人提出了利用经典和量子相结合的方法实现量子隐形传送的方案：将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方，把另一个粒子制备到该量子态上，而原来的粒子仍留在原处。
其基本思想是：将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分，它们分别经由经典通道和量子通道传送给接收者。
经典信息是发送者对原物进行某种测量而获得的，量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息；接收者在获得这两种信息后，就可以制备出原物量子态的完全复制品。
该过程中传送的仅仅是原物的量子态，而不是原物本身。