- 1
- 2
- 3
- . . .
- последняя »
ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ. В настоящее время развитие вычислительной техники проходит, в основном, в двух направлениях:
развитие и усовершенствование схематических решений средств ВТ усовершенствование архитектурных решений ВТ
Одним из основных показателей качества средств ВТ является производительность (быстродействие) вычислительной системы. Необходимо отметить, что основной резерв повышения производительности в настоящее время следует искать в развитии второго направления, однако, это нисколько не означает, что первое направление, как утверждают некоторые авторы, себя исчерпало.
Развитие компьютерной электроники неразрывно связано (определяется) с достижениями в области микроэлектроники. Основными элементами ЭВМ являются разнообразные интегральные схемы (ИС), представляющие собой набор электрически связанных между собой активных (полупроводниковые структуры) и пассивных (резисторы, конденсаторы) компонентов, которые выполняют определённые функции.
Основным компонентом ИС являются полупроводниковые приборы, параметры которых в основном определяют параметры ИС и, следовательно, при одинаковых архитектурных решениях ЭВМ и её параметры (в том числе и производительность). Физические процессы, протекающие в полупроводниковых приборах невозможно объяснить не прибегая к основным положениям квантовой механики и физики твёрдого тела. Из курса физики известна двойственная природа света (волновая и корпускулярная).
В 1924г. физик де-Бройль высказал гипотезу, которая затем была подтверждена экспериментально, согласно которой такими же свойствами должны обладать и микрочастицы (электроны, протоны, атомы и т.д.). Соотношение де-Бройля:
h
hm, где
-34
h – постоянная Планка; = 0,6*10Дж с
E – энергия частицы
- частота излучения
m – масса частицы
- скорость частицы Так как микрочастицы (в частности электроны) обладают свойствами корпускулы и волны, то описывать их движение методом классической механики невозможно. Уравнение, описывающее их движение, было найдено Шредингером и носит его имя:2222222
iђ/ t = ђ/2m( /x + /y +/z ) – U(x,y,z,) где ђ = h/2
(x,y,z,t) – так называемая волновая функция – решение уравнения
U – потенциальная энергия частицы В общем случае решение уравнения Шредингера встречает затруднения. Для практических задач уравнение часто существенно упрощается (например, не является функцией времени; для других задач достаточно рассматривать движение только по одной координате и т.д.).
Решая приведённое уравнение с различными ограничениями (частные случаи), можно получить фундаментальные положения, объясняющие многие процессы в твёрдом теле (физика твёрдого тела). Например, таким образом, удалось объяснить явление туннельного эффекта – преодоление частицей, имеющей энергию E потенциального барьера высотой U и конечной толщины d, даже тогда, когда U>E. Причём, легко доказывается, что при этом микрочастица, просочившаяся (туннелируемая) через барьер, сохраняет свою прежнюю энергию Е.
Как мы увидим позже, явление туннельного эффекта довольно широко используется в схемотехнике ЭВМ. ПОЛУПРОВОДНИКИ. В природе все вещества обладают
- 1
- 2
- 3
- . . .
- последняя »
Похожие работы
Тема: Элементы квантовой механики |
Предмет/Тип: Физика (Контрольная работа) |
Тема: Элементы квантовой механики |
Предмет/Тип: Математика (Курсовая работа (т)) |
Тема: Принципы квантовой механики |
Предмет/Тип: Математика (Реферат) |
Тема: Постулаты квантовой механики |
Предмет/Тип: Химия (Реферат) |
Тема: Принципы квантовой механики |
Предмет/Тип: Физика (Реферат) |
Интересная статья: Быстрое написание курсовой работы