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学习目标

通过本章学习,你需要掌握和了解以下问题:

1、量子力学和经典力学的最大区别是什么,量子传输的原理是什么。

2、量子传输的原理是什么。

3、隧道效应是指什么。

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微观宏观尺度

麦克斯韦方程组通常应用于各种场的“宏观平均场”。当尺度缩小至微观(microscopic scale),以至于接近单独原子大小的时侯,这些场的局部波动差异将变得无法忽略,量子现象也会开始出现。只有在宏观平均的前提下,一些物理量如物质的电容率和磁导率才会得到有意义的定义值。

最重的原子核的半径大约为7飞米 )

所以,在经典电磁学里,微观尺度指的是尺寸的数量级大于 。满足微观尺度,电子和原子核可以视为点电荷,微观麦克斯韦方程组成立;否则,必需将原子核内部的电荷分布纳入考量。在微观尺度计算出来的电场与磁场仍旧变化相当剧烈,空间变化的距离数量级小于米,时间变化的周期数量级在10至10秒之间。因此,从微观麦克斯韦方程组,必需经过经典平均运算,才能得到平滑、连续、缓慢变化的宏观电场与宏观磁场。宏观尺度的最低极限为米。这意味着电磁波的反射与折射行为可以用宏观麦克斯韦方程组来描述。以这最低极限为边长,体积为10?立方米的立方体大约含有10????个原子核和电子。这么多原子核和电子的物理行为,经过经典平均运算,足以平缓任何剧烈的涨落。根据可靠文献记载,经典平均运算只需要在空间作平均运算,不需要在时间作平均运算,也不需要考虑到原子的量子效应。

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