标签: 量子力学

电镀或者说电沉积是电发明以后除了照明以外最先应用的电化学加工技术，可惜由于种种原因，人们轻视了这门技术。它是在亚原子级别操控电子进入金属离子空轨而还原出金属原子并组装出金属结晶的技术，因而是原子级别的加法制造技术。这在芯片互连等应用中已经证明。更多的现代制造都要用到现代电镀技术，包括印制板电镀、纤维材料上电镀、金刚石复合镀用于切割太阳能硅片和晶圆芯片等。还有特殊合金，特别是冶金法无法获得的合金的电沉积等。都是以电化学为其基础理论。电子从电极表面进入离子空轨是量子力学过程，即是通过电子跃迁而呈激发态，进入不同能级空轨，这个过程经典电化学是粗略描述的，量子电化学给出了新的过程描述。因此，量子电化学开始进入当代新学科视野，值得关注。我写的《量子电化学与电镀技术》正在加紧编辑中，将尽快交由出版社出版发行，以支持我国现代制造中不可时或缺的电镀技术做大做强。

所需数学工具 ：向量知识（级别1）   ， 解微分方程（级别1） 1.理论（古典近似+量子解释，不要小看古典的威力） 这个现象必须从量子力学说起。但是实际上，从古典的观点，我们也可以得到足够精确的结论。那就让我们首先从古典的角度去分析这个有意思的现象。具体思路是1.先考虑最简单的情况一个单独粒子在单一方向（为了说明方便定位Z周）均匀磁场中的行为2.进一步考虑除了单一均匀磁场外施加x，y平面旋转磁场时粒子的力学行为（类似于用鞭子抽打陀螺~）3.引入Bloch方程式说明磁自旋-晶格缓和过程以及磁自旋-磁自旋缓和过程（主要观赏大科学家的物理直觉，在量子论出现以前用经典手法解决问题的人真的是天才，我会把过程写出来，如果自己感觉能想出来的话，那么你是有物理天赋的！） 1）.古典近似 举例说，考虑带有自旋的粒子用与磁动量 平行的角动量 “旋转”着，即其方向不变大小称任意常数比例。   (1)   说到这里，上面说的角动量和磁动量可能让一些人感觉概念模糊，所以在这里已例题的形式让大家复习一下，注意这个虽然很简单但是对于以后的理解是十分重要的！如果不看答案自己能做对的话，恭喜你可以进入下一关咯。答案在最后，（都是高中知识就能解决的）~ 接下来，在力学中我们知道力矩被定义为角动量随时间的大小与方向变化率。在这里如果对上述粒子施加一个外磁场 ，那么与力矩相对应的就是磁矩 。把上面的语句翻译成数学式子（很直观）即是 ，用（1）替换可得 。之后我们要做的事情很简单，把这个方程式解一下我们就可以得到整个当前所考虑物理模型的行为！小学生都知道的遇到方程就要解，我们也一样。至于解法，大家不要看有好多的向量，神马？！竟然还有外积运算，并且还是一价微分方程，天啊鬼知道怎么解！于是乎有的人就放弃了。。。于是物理逐渐变成了天书。这里，我可以告诉大家针对这个题目只要把H向量与外积的万能解决办法参考 向量分析 。   这里我提出一个很重要的观点，就是建立这种物理系统的理论模型通用手法就是像上文一样找出实验中（待解决问题中的，生活中的也一样哦）变量，以及由这些变量导致变化的量（实验中就是观测结果）一般是以“~”符号而不是等号（不用等号的原因参见 物理学中的等于 ）链接因果关系，这样我们就可以得出此物理系统的模型。所以只要稍加思维上的训练，我们在生活中处处都可以预言咯（很Cool）。   下一篇我们会在xy平面上加上旋转的磁场，会有什么现象出现呢~自己试着用笔推一下 ==============================================================================================  辛辛苦苦打上来的，一定要动手做才会有印象哦~有的时候打错了 为了别人的方便请一定留言提醒 演习1： 质量m，带有电荷q的粒子做以半径a圆周运动，这时1.求其角动量 。2.求其磁动量 。3.求上文式（1）中出现的 。（ 被称为磁回旋比。这里为了大家对照答案方便角速度定义为 ）   演习2： 将 带入（2）式求解 讨论与解答1: 首先概念上磁动量被定义为 闭合电流所围成的面积A  与 “电流” 的乘积。即 其中“电流”由于带电荷q的粒子做圆周运动而产生，方向是电子运动的方向运动周期为T，光速为c，因而可以写成 的形式。所以磁动量即为 。 而角动量即 (参考力学)其大小为J=mvr= 。 最后由正文（1）式可得 .。    

近代物理的两个重要分支是相对论和量子理论，一直以来就有关注、了解，但都不能理解，尤其是感性上的理解，因为我认为，若没有上升到感性上的理解，就算是理性上能计算了，也是没有任何意义的事情。因为不能融会贯通，只是死记硬背罢了，发挥不了价值的，也不能触类旁通的。 之所以要看近代物理，是因为这么多年来越来越感觉到，一个人，很容易被经验所控制而被约束住，这次国庆就发现家里人有一个现象，而这个现象具有比较普遍性：我小孩3岁，大人做什么，说什么，他就马上跟着做什么，说什么，尤其是跟着比他大几岁的侄子学；而侄子10来岁，虽然不是很懂电脑，但总是不停的学，经常让我帮他做这个，做那个，并且看着我做，之后他就记住了；到了我姐夫，30多岁，初中文化，虽然也要用电脑，却只知道让我们帮他弄好，一碰到问题，就说自己不会了，明明电脑有提示也不看，一种排斥心里，认为自己文化低，这个东西是高科技，就是学不会的，实际上无论从那个角度来说，他总比我10来岁的侄子知识多吧；到了我父亲，认为自己老了，不需要再学这些了，就拒绝学了，无论这个东西是否能够学会。从以上我们可以清楚的看出，随着年龄的增长，对新知识的学习是越来越排斥了，一种内心的暗示。 大凡保持一颗学习之心者，都有比较大的前途，这次跟俊知合作，他们的老板是出身的，别的只知道买卖价格而已，而他除了关心价格，更去了解它的作用，扩展了很多知识，更擅长类比，利用类比来鉴定好坏，通过这些积累，他创立了俊知。跟他合作后，发现他很擅长学习别人的经验，第二代锯齿焊接机的很多部件，都是他从进口设备上学来的，我们合作的高频焊接机，他也提供了很多让我们参考学习的机会，若没有这些条件的积累，可以说这个高频焊接机是不可能在2年内完成的。 很多技术人员，当技术水平达到一定程度之后，往往开始排斥外界，自以为是了，我也不例外。不同之处在于，水平高的一般有自己的一套理论体系，这个理论体系往往是基于物理理论来分析问题的，而大部分的技术人员，则是依靠一点半生不熟、似是而非的理论，更多的是基于自己的经验、自负来看待问题，我很怕自己是后面那种技术人员，所以这让我去了解近代物理。 这几年的创业，让我对近代物理越来越有感觉了，因为通过创业的几年经历让我感受到，很多很多的东西，不是以前考虑过的，往往超乎想象，经验往往成了最大的阻力，自己的思维能否不受限制，能否突破是关键点，而这些都是近代物理的基本精神。 近代物理相对于经典物理，是它分析对象的大小不同了，经典物理分析的是人眼视觉、听觉范围内的问题，贴近我们实际的问题。而近代物理中，相对论是分析宇宙这种大尺寸的，量子理论是分析亚原子级的，这样很明显，用我们这个经验理论去分析他们两个，等价于我用们以前的经验就评价完全不同一个对象的物体，肯定是不对的。 比如人体来说，一般最小的由细胞组成，可以说细胞是沟成人体的最小单元，那么普通物质，它的最小单元应该有一个东西，那就是原子了。至于细胞、原子是什么组成的，又是另外一个层次的问题了。对于相对论来说，或者量子理论来说，我们要想认识它，无非就是多做实验，找出他们的共性，提出一套分析的数学模型，把这些实验的结果包含在这个数学模型中，比如薛定谔方程，相对论都是这么来的，至于为什么这样子，其实没必要关心了，因为这一套方法，在我们经验物理里面也是这么做的，基于实验，给出一个数学模型来解释这些答案，若实验发现有三种情况，而根据实验综合的数学模型有四个答案，那么就可以预测还有一种情况未被发现，比如这段时间的上帝粒子，就是量子理论标准模型中一个漏掉的解。 人类对事物的认识可能无限，但一个人对事物的认识肯定是有限的，因为他的生命是有限的，所以对于高深的，远离我们需要的东西来说，我们应该理解它的意思，而不一定要深入到细节，只把对我们有用的东西拿来即可，对于近代物理，我想获取的是思维层次的突破，不要只被眼前的世界所约束，今天所用的方法可能是对的，但不等于明天也是对的，对象变了，方法一定要变。