Nanotechnology pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Harrison, Roy M. 编

出品人:

页数:134

译者:

出版时间:

价格:$ 114.13

装帧:

isbn号码:9781847559562

丛书系列:

图书标签:

纳米技术
材料科学
科学
工程
物理学
化学
应用科学
前沿科技
未来技术
微观世界

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具体描述

Nanotechnology can be broadly described as developing or exploiting products at nanometre dimensions (i.e. as having one dimension less than 100 nanometres). Such materials have a larger surface area to volume ratio than conventional materials which provides them with an increased level of reactivity, and consequently, toxicity per unit mass. This book sets the subject into context by first of all describing the current range of products containing nano-materials and then looking at the consequences for the environment and human health relating to the introduction of nanoparticles and nano-tubes. Nanotechnology: Consequences for Human Health and the Environment discusses some of the more controversial issues associated with the field including: nanoparticles in the environment, occupational exposure, toxicological properties, human health issues and safety.

《量子之境：微观世界的无限可能》简介在我们熟悉的宏观世界之外，存在着一个令人着迷的微观领域，在那里，物理定律似乎被重新书写，物质的行为展现出前所未有的奇特性质。这个领域，即量子世界，是构成我们宇宙一切事物的基本要素。《量子之境：微观世界的无限可能》并非一本直接探讨“纳米技术”这一特定应用领域的书籍，而是旨在深入浅出地引领读者探索构成这一切的基石——量子力学的奇妙原理，以及这些原理如何在最微小的尺度上，解锁出令人惊叹的潜力和无限的未来可能。本书的构思，源于对那些似乎违背直觉却被无数实验验证的量子现象的深深好奇。我们习惯于观察到事物的确定性，例如一个球体的精确位置和速度。然而，在量子尺度上，粒子不再是我们熟悉的“小珠子”，它们的行为充满了概率性和不确定性。这种根本性的转变，构成了量子力学令人着迷的魅力所在。《量子之境》将从最基础的量子概念入手，逐步构建起读者对这个微观世界的认知。我们将从“量子”这个最核心的概念开始，解释它为何与宏观世界的“连续”概念截然不同。想象一下，光不再是连续的波，而是由一份份离散的能量“光子”组成的；物质的能量也不是任意的，而是只能以特定的“量子化”能级存在。这种“一份一份”的特性，是理解整个量子世界的钥匙。接着，我们将深入探讨“波粒二象性”这一核心量子现象。我们直观上会将粒子理解为具有确定位置的实体，而将波理解为弥散的能量。然而，在量子世界，电子、光子甚至原子，都可以同时表现出粒子和波的特性。这意味着，一个粒子在被观测之前，可能同时存在于多个位置，或者同时经历多条路径，这挑战了我们对现实的根本理解。我们将通过生动的类比和对著名实验（如双缝干涉实验）的解读，帮助读者体会这种奇特的量子行为。 “量子叠加态”将是本书的另一个重点。如果一个粒子可以同时处于多种状态，那么当我们将它放置在一个环境中，它的状态会如何演变？量子叠加态允许一个量子系统同时处于多种可能的组合状态，直到发生测量，才会“坍缩”到一个确定的状态。这种状态的叠加，为未来的计算和信息处理技术提供了无限的想象空间。我们将解释，正是这种叠加性，为理解量子计算机的强大潜力奠定了基础。 “量子纠缠”是量子力学中最令人费解但又最具颠覆性的现象之一。当两个或多个粒子发生纠缠，它们的状态就变得密不可分，无论它们相距多远。测量其中一个粒子的状态，会瞬间影响到另一个粒子的状态，这种“幽灵般的超距作用”似乎违背了信息传播的速度限制。我们将探讨量子纠缠的本质，以及它在量子通信、量子计算等前沿领域的巨大应用前景。本书还将着重阐释“不确定性原理”。由海森堡提出的不确定性原理指出，我们无法同时精确地测量一个粒子的某些成对的物理量，例如位置和动量。我们对其位置测量得越精确，对其动量的了解就越模糊，反之亦然。这不是测量仪器的局限，而是量子世界固有的属性。我们将解释这一原理对我们理解微观粒子行为的重要性，以及它如何塑造了量子世界的“模糊性”和“概率性”。除了上述核心概念，《量子之境》还将触及一些与量子现象紧密相关的其他重要议题。例如，我们将简要介绍“量子隧穿效应”，即粒子有一定概率穿过经典力学中不允许其通过的能量势垒。这一现象在半导体器件以及某些核反应中扮演着至关重要的角色，也为未来的微型化电子设备提供了新的设计思路。本书不会回避量子力学带来的哲学思考。量子世界的奇异性迫使我们重新审视“现实”的本质、“观测”的角色以及我们对“因果律”的理解。我们将探讨不同的量子力学诠释（如哥本哈根诠释、多世界诠释等），引导读者思考这些不同视角如何解释量子现象，以及它们对我们理解宇宙的深远影响。《量子之境：微观世界的无限可能》的另一大特色在于，它将大量篇幅用于描绘这些基础量子原理如何为未来的科技革命铺平道路，而非仅仅罗列已有的应用。我们将会深入探讨，正是对量子力学基本原理的深刻理解，才催生了如今我们所熟知的许多技术，例如激光、核磁共振成像（MRI）、晶体管等。这些技术的出现，都离不开对电子、光子等微观粒子行为的精确操控。更重要的是，本书将重点展望这些原理在尚未成熟但潜力巨大的未来技术领域所能带来的颠覆性变革。例如，我们将详细阐述量子计算机如何利用叠加态和纠缠态进行信息处理，从而在解决特定复杂问题（如药物研发、材料设计、密码破解）上，实现超越经典计算机的算力飞跃。我们将深入剖析量子密钥分发（QKD）如何利用量子原理实现绝对安全的通信，彻底解决信息泄露的担忧。我们还会探讨量子传感器和量子测量技术的潜力。通过利用量子态的超高灵敏度，我们可以制造出能够探测极其微弱信号的传感器，例如在引力波探测、地质勘探、医学诊断等领域。这些技术有望极大地提升我们对环境和身体的感知能力。此外，本书还将触及“新材料的量子设计”。通过精确控制原子和分子的量子行为，我们可以设计和合成具有全新性质的材料，例如超导体、拓扑材料等，这些材料可能彻底改变能源、交通和电子行业。《量子之境》的目标读者群广泛，包括对科学充满好奇心的普通读者、对物理学有一定基础的学生，以及任何希望了解驱动未来科技进步的核心原理的人。本书力求做到既严谨又不失趣味，通过清晰的逻辑、生动的语言和丰富的类比，将复杂的量子概念转化为易于理解的知识。我们不会回避数学公式，但会尽量以概念解释和图示为主，让读者能够“看见”量子世界的奇妙景象。本书的出版，旨在填补当前科普读物中对量子基础原理深入浅出的介绍与对未来科技潜力展望之间的鸿沟。它不是一本技术手册，也不是一本晦涩的理论专著。它是一扇窗口，透过这扇窗口，读者可以一窥量子世界的神秘面纱，理解那些看似科幻的未来技术，实则根植于我们对宇宙最基本规律的探索。总而言之，《量子之境：微观世界的无限可能》是一次对宇宙最微小尺度上的深刻探索之旅。它将带领读者穿越时空的界限，理解那些塑造了我们过去，并且正在重塑我们未来的颠覆性力量。从单个粒子的不确定性，到纠缠粒子之间奇特的联系，再到它们为人类带来无限可能的未来科技，本书将全面展现量子世界令人惊叹的魅力与深邃的智慧。它邀请您一同踏入这个微观的无限领域，去感受那股正在改变世界的力量。