在不确定性原理面前，隧穿显微镜（STM）有什么意义？
隧穿显微镜可以看到原子级别的图像。而在原子级别上不确定性原理的作用是比较明显的，那么这些观察到的“图像”有什么意义呢？
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首先需要注意，当“原子物理”在讨论“原子”的时候，实际上是在讨论“电子”，讨论电子的排布问题，尤其是价电子的排布，并非是讨论整个的“原子”。而显然在STM上，你看的不是一个一个的“电子”，而是“原子”，对于原子（离子）而言，这里的电子其实是一个平均的效果，即电子的分布情况——目标只是为了探测所谓的原子的位置。当讨论电子的运动时，我们当然需要考虑量子力学，而考虑原子核（不考虑原子核的内部结构）的运动，这里并不一定要用量子力学，就像你不会把自己跑步也用量子力学来描述一样，这里你必须把概念搞清楚。接下来我想知道你是否希望真的搞清楚这个问题——如果你不想要，那么之前的解释就足够了。但是这个问题还是很好的，只是问这样的问题其实主要是因为你有些概念没有搞清楚（不过有些学物理的人这些概念也没有搞清楚）。所以有必要来介绍一种最简单的估算方法吧，用很通俗的语言——估算在何种情况下需要量子力学。我直接节选了冯端、金国钧《凝聚态物理学（上卷）》序言中的段落，希望对你理解这一问题有些帮助。
不确定性原理是指一对共轭物理量，比如时间（T）和能量（E），位置（X）和动量（P）等不能同时具有确定值，或者说测量这一对物理量，其精度是有极限的（普朗克常数）。这个跟STM貌似没有太直接的关系。然后我们来看STM测的是什么东西。STM的原理是量子隧穿，即一个微观粒子在某种情况下可以隧穿过一个经典禁阻的势垒。STM实验可以想象为这么一个图像：我们将待测样品放在一个衬底上，而STM针尖悬于样品上方，衬底和针尖由导线连接（当然真实情况复杂很多）。针尖和样品之间形成一个真空势垒（一般实验是在低温真空腔内做的），这个真空势垒在经典情况下是禁阻的，但电子可以以一定几率隧穿过去。当电子从样品跑到针尖或者从针尖跑到样品（这个取决于施加的偏压的方向）时，仪器会记录到有电流产生。隧穿几率越大，电流越大。发生电子隧穿的几率受很多环境和体系的性质影响。比如说针尖的性质（组成、结构、形状等），针尖和样品的距离，样品本身的性质、偏压、衬底的性质等。在某些情况下，我们可以认为隧穿电流主要由样品及样品跟针尖之间的相对位置决定。再回头看隧穿，电子在空间的分布是不均匀的，显然一个地方的电子密度越大，这里反生隧穿的几率就越大。当我们保持其他参数不变，持续改变针尖和样品之间的相对位置时（即“扫描”），会得到一个位置--电流的关系，把这个东西表述为二维图就是题主链接里面的STM图像了。由于隧穿电流由当前位置的电子密度决定，因此这个图像也可以看成是电子密度在空间的分布。上面我们用了“电子密度”一词，这只是一个折衷的说法，实际上应该是“态密度”，包括占据态（此时等价于电子密度）和空态。这是因为，电子要隧穿过去，对岸也要有地方盛它才是，能容纳这些萝卜的坑就是空态。比如说针尖上时负偏压，样品为正偏压，这个时候电子是想从针尖跑到样品上的，如果在某个地方样品恰好有很多空态在那里分布，这时电子跑到样品上的几率就会很大。态密度是体系波函数的模方，因此在某种程度上也可以说，STM图像表征了波函数的空间分布。需要注意的是态密度的分布和原子的空间位置不一定是同步的。就是说某个态密度很大的地方不一定有原子存在，而某个有原子存在的地方态密度也不一定大（比如下面这个图，每个C原子六元环只有三个亮斑）。这些关系一般可以通过理论计算来确定。由于波函数或态密度的空间分布是原子尺度的，因此理想情况下可以通过STM得到原子尺度的图像。这是一张私货，这是一张私货，
用于测量的波，波长越长，测出来的关于位置的结果越不准确（好比一个精确度低的尺子去量东西）；为了提高精度，使用波长更短的波对目标进行测量（这时候尺子的精度提高了），但是由于波长短，能量就相对高些，对所测的目标造成的干扰就越大，就会增大误差。所以，测不准了。而这个显微镜并不是这个原理
原因很简单，STM看到的是整团原子，是电子的概率分布，跟测不准无关。
不确定原理只是说位置和速度不能同时确定，那只看位置应该还是能看的很清楚的。
个人理解：STM利用了电子位置的不确定性，从而能间接（不接触）测量电子的密度。我想大概STM得到的原始数据就是电流强度/电子密度？之后的步骤是根据电子密度来推测你所需要的信息，比如原子排列（有原子的地方相对于没有原子的地方，显然电子密度更大），原子大小（大概？原子越大，对外层电子束缚越小，隧穿越显著），等等。楼主大概是在想，也许看到的/得到的数据是不确定的？同意一楼，原子的量子特征很不明显，可忽略。对电子来说，虽然有不确定性存在，但不确定性只是个标准差，有平均值基本就够了。就算在不确定性下，电子（当在原子内时）的运动还是很有规律的，并不是到处乱跑。可以把电子的位置想象成一个高斯分布。另：我在想，其实我们根本就不需要知道电子的准确位置吧。。。-------------------------------------update: 11/8/2013做了近一年STM research之后重温这个问题！！！！！！不确定性原理的意义 。。。其实和STM没有什么关系。STM能看到电子分布，只能说明电子是在不停运动的，没有任何关于某一时刻电子位置和速度关系的信息。但是另一方面说，电子隧穿效应是因为波粒二象性，波粒二象性能推导出不确定性原理。
不确定性原理都是针对一对儿变量讨论的，单独拿出其中一个来说事都是耍流氓
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你可能喜欢其实应该也把英文期刊墙掉，这样我们做的便全是一流研究，出一流成果了
其实应该也把英文期刊墙掉，这样我们做的便全是一流研究，出一流成果了
好吧，回答前我们先来段励志小故事。这几年有个软件叫“ORCA: An ab initio, DFT and semiempirical SCF-MO package”,这是个免费闭源量子化学计算软件，据说特长是生物无机里面经常涉及到的多组态计算。这种计算对其他常用软件，比如Gaussian等，还算是比较苦恼的。这个软件的主要作者 Frank Neese就是做无机出身，现在已经是业内大牛了。&br&&a href=&///?target=http%3A//www.thch.uni-bonn.de/tc/orca/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&thch.uni-bonn.de/tc/orc&/span&&span class=&invisible&&a/&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&a href=&///?target=http%3A//www.mpibac.mpg.de/bac/mitarbeiter/neese/neese_en.php& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&mpibac.mpg.de/bac/mitar&/span&&span class=&invisible&&beiter/neese/neese_en.php&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&言归正传。&br&&br&计算化学的内容一般包含量子化学计算和分子动力学模拟。或许前者占更大比重，但从目前的趋势来看，后者将会变得同样重要。分子动力学模拟传统上指用经验参数（力场 etc.）+牛顿力学来处理具有大量粒子的体系的平衡、演化过程。但现在基于量子力学的动力学也可以算一些小体系了。&br&&br&然后就是您想学到什么程度了。如果只是想能用某些软件算某些自己感兴趣的性质的话，这个要求还是很容易达到的。先找类似的文献，看人家怎么做，然后重复一遍，把关键的数据自己从头到尾做一遍出来，这样就可以认为是会算某个东西了。据我所知很多人都是这么号称的。&br&&br&如果想深入一点，想知道软件是怎么算的，为啥这么算，或者软件是怎么写的，需要补的课对于化学口出身（这里指国内本科）的同志们来讲可能多了一点。再次结束吐槽，假设题主问的就是这一块。&br&&br&一般来说理工科的本科生都至少有两个学期的微积分、两个学期的普通物理以及一个学期的程序设计（或者计算XX之类的课程），这些基础假设是具备的，也就是题主说的“零”。&br&&br&首先需要量子化学的知识，往回是量子力学以及一点点多体理论。学量子力学最好学过一点点分析力学，至少知道Hamiltonian是怎么来的。这里需要的数学基础包括一点点矩阵的知识，行列式要知道，熟悉线性变换。知道一点复变函数的东西，包括积分和留数。会解简单的微分方程，比如谐振子的薛定谔方程很重要。熟悉傅里叶变换对某些问题会很有帮助。有点群论的知识对某些定性分析也有帮助。&br&&br&如果对计算本身感兴趣的话，C、C++、Fortran至少熟悉一个，另两个能读懂。能熟练使用一门脚本语言，主要是Perl或Python。知道怎么调用某些数学库，比如BLAS，LAPACK，fftw等。&br&&br&想来想去貌似必需的东西真不多，而上面这些也不需要一下都准备好，用到的时候再学就是了。
好吧，回答前我们先来段励志小故事。这几年有个软件叫“ORCA: An ab initio, DFT and semiempirical SCF-MO package”,这是个免费闭源量子化学计算软件，据说特长是生物无机里面经常涉及到的多组态计算。这种计算对其他常用软件，比如Gaussian等，还算是比…
&a href=&///?target=http%3A///doi/10.1002/adma./abstract& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Whitesides' Group: Writing a Paper&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&&a href=&///?target=http%3A///home.php%3Fmod%3Dspace%26uid%3Ddo%3Dblog%26id%3D362153& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&科学网—怎样掌握写好英语科技论文的诀窍&i class=&icon-external&&&/i&&/a& (周耀旗)&br&&br&&a href=&///?target=http%3A///home.php%3Fmod%3Dspace%26uid%3D46212%26do%3Dblog%26id%3D349932& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&科学网—如何提高英文的科研写作能力&i class=&icon-external&&&/i&&/a& （施一公）
(周耀旗) （施一公）
准备花一段时间持续更新这个问题，我也被mission workshop的广告给骗了，不过保险起见，我会隔段时间来写一下使用感受。。。&br&更新完毕后这段话会删除。。。&br&下面有翻供。。&br&&br&&br&&b&********************&/b&&br&&b&最初答案&/b&&br&&b&********************&/b&&br&&br&=====================&br&&b&短答案：&/b&选 Timbuk2 。&br&&br&=====================&br&&b&长答案：&/b&两者都不完美，但各有显著优点。纠结后谨慎推荐 Timbuk2。&br&&br&我手上的是 Timbuk2 Classic Messenger Bag Medium （TBC） 和 Mission Workshop Messenger Bag The Rummy （MWR）。MW 给他家的包又按尺寸取了新名字，可以把 The Rummy 理解为 medium sized messenger bag。&br&&br&先说一下两个包（我认为的）优缺点：&br&首先是相同点：&br&都防水，但各自的防水强度我没有测。。。&br&都还算好看（这一点因人而异，我有个朋友就说 MW 显然不如 TBC 好看，当然了，他也是理论化学博士，有自己独特的审美观。。。）；&br&容量都挺大的（MWR 稍大于 TBC）；&br&都有保暖防风功能（即便是 medium，也有变被子的潜力）；&br&都是终生质保（对于国内用，MWC 相对来说这一点优势更大一点，下面详述）&br&单肩背确实比双肩包给人的感觉更沉一点&br&&br&&br&1） TBC&br&优点： &br&a）夹层，内部空间分隔设计比较合理。比如可以在不打开包舌的情况下很方便地由侧面从外兜取东西。TSA compilant 设计使得可以很方便地取出放在external pockets里的东西（电脑、文件啥的）；内部设计有各种小兜，方便归类整理。&br&b）便宜，找到 deal 的话，medium size 的 $60 或一下就能拿到；&br&c）可定制外观及材料&br&&br&缺点：&br&a）logo 太大及过于明显；很久以前我一直以为 Salomon 还出背包，基于对他家鞋子的良好印象还想过去尝试。。。&br&b）肩带不舒服（跟 MWR 相比）&br&c）背带上垫在肩膀上的那玩意儿（paddle）有问题，会妨碍调整背带长度；当然这东西很容易拆下来，但拆下来后虽然不碍事了，但背着会更不舒服。。&br&&br&&br&2）MWR&br&优点：&br&a）广告拍的好&br&b）他们官网的照片拍的也挺有感觉的&br&c）logo 虽然不小，但不是那么扎眼；MW 的 logo 是 M 和 W 两个大写字母成69式咬合在一起，一眼看上去像四个X，我的第一眼就想到了某低地国家的黄赌毒大学。。。&br&d）空间大。这个“大”是纯粹的“大”，就像一个大号编织袋给你的感觉&br&e）肩带设计非常舒服，左右不对称并可以换边。&br&f）肩带长度调整方便&br&g）有 cross strap，就是斜跨背带后从另一侧可以伸过来固定用的东西&br&&br&缺点：&br&a）夹层啊，附兜啊啥的，设计不合理。其实应该是说没有设计。。。如果你有提着宜家的大蓝编织袋在宜家采购过或许会有形象的印象，走一路叮叮当当一路，里面什么杯子碗啊、厕所刷子啊、蜡烛啊、花盆啊、床单啊在里面纠缠不清；如果想找一样东西出来，或许全倒出来慢慢找是最有效率的办法。&br&b）相比 TBC 更沉，也稍大一些。&br&c）有个附兜号称可以放 15寸 MBP的，然后我试了，确实可以放，不过那叫个严丝合缝啊，多来几次机子应该会沧桑很多&br&d）就是一个空袋子，没有电脑保护套，或者你需要自己购买。&br&e）贵。至少比 TBC 贵很多，我找到的最低价格是 ～$130，并且颜色不全。当然这也就使得他的终生质保显得更值一点。至少包的价格至少顶4次国际运费，Timbuk2 这方面就。。出半个新包的钱去修一个旧包&br&&br&&br&&br&暂时总结下，貌似我需要一个 MWR 背带 + TBC 内部设计的包。既然你要装电脑，谨慎建议选择 Timbuk2， classic， command，commute，D-Lux xxx 应该都是不错的选择。另外强烈建议选择一款 TSA compilant 的包，虽然不长在米国坐飞机，但这个设计在平时也不错，很有效率。&br&&br&&br&&br&&b&********************&/b&&br&&b&翻供&/b&&br&&b&********************&/b&&br&&br&&br&这两天试着背了下 MWR，背负的舒适感是 TBC 无法相比的。尤其是背带不对称设计和肩部加宽，虽然相对来说稍重一点（容量也大一些），但这个缺点完全可以被更加舒适的背负系统抵消掉。作为日常通勤来说，个人感觉 MWR 更舒适，尤其是斜跨后稳定性不输双肩背包；TBC 的话，背上它就想着赶快到地头把它给卸下来。。。&br&&br&平时如果步行或骑车的话，我应该会选择 MWR，作为一个包，背负系统是跟人交互最多的部分，这方面的体验尤其重要。&br&&br&&br&*********************&br&14年4月24更新&br&*********************&br&大概从春节那段时间或者更往前一些，我就换回以前的双肩包了。Haglofs 15& backup，强力推荐。&br&&br&********************&br&14年8月20日&br&最近有几位朋友问过我关于 haglofs backup 15” 的信息。&br&这个包现在已经背了5年，除了去年脑袋进水有半年时间 timbuk 和 mission workshop 轮着背，其它时间基本上每天在用，用完随处一扔，现在各种功能健在。&br&当时在北欧，买前经过较多比较，包括与 the north face，patagonia，HH，Fjallraven等，反正其它款都是各种不如意。去年换单肩前也想过换个双肩包背背，在 REI 里面转了n 个周末，到头来还是打消了念头，继续用起这款。具体原因是，基本满足我对功能的需求，自重较小，相比于其它流传较广的户外品牌，更符合自己的审美。当然更重要的原因（也是很私人的原因），我对瑞典设计制造的东西容忍度更高，底线更低。&br&&br&********************
准备花一段时间持续更新这个问题，我也被mission workshop的广告给骗了，不过保险起见，我会隔段时间来写一下使用感受。。。更新完毕后这段话会删除。。。下面有翻供。。********************最初答案********************=====================短答案：选 …
谢邀。&br&&br&荧光粉之所以有荧光现象是因为含有荧光染料。下面解释一下荧光过程中荧光染料分子经历的变化。&br&&br&分子也是由原子核和电子构成，电子具有能量，大致分为原子核对电子的吸引，电子-电子排斥，以及电子相关能量。前两项是经典库仑相互作用，最后一项来自于量子效应。这几项组合的结果就导致了分子中电子的能量只能去一系列离散值（这也是量子效应），我们通常把这些能量的可能取值叫做电子能级。具有某个能量的电子具有某种对应的运动状态，通常叫做分子轨道。在我们采用一系列近似后，可以认为每个分子轨道上可以放两个电子，这两个电子的自旋相反。一个分子内的电子数目是有限的，但分子能级（及对应分子轨道）的数目无限。分子稳定性要求整个分子体系总能最低，所以电子会从能量最低的轨道开始排，N个电子会占据 N/2 个能级，这就是基态的电子构型。电子能级的间距一般为几个电子伏特（eV）。&br&&br&影响一个孤立分子能量的因素除电子态以外还有分子的振动，其实就是原子核们会在平衡位置附近有小幅运动。这种运动表现为键长，键角，二面角以及更复杂的几何因素的变化，量级一般在 0.0025 到 0.5 eV。通常可以把电子能级和振动能级分开处理，可以得到下面的 Jablonski diagram，这里只列出了两个电子态 S0 和 S1。每个电子态都可以看做一个振动态的 manifold。&img src=&/011f54b6e9ab178fdf4ff4f_b.jpg& data-rawwidth=&396& data-rawheight=&599& class=&content_image& width=&396&&&a href=&///?target=http%3A//en.wikipedia.org/wiki/Fluorescence& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&en.wikipedia.org/wiki/F&/span&&span class=&invisible&&luorescence&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&现在先看光子的吸收。起初分子处于基态，就是 S0 的 0，一个能量合适的光子打过来后，电子吸收了这个光子的能量，跳到第一电子激发态的第三振动激发态。这个过程中能量是守恒的，分子体系能量增加了 \hbar\omega, \hbar 为普朗克常数除以2\pi，\omega为光子角频率。当然，如果光子能量稍多或稍少，电子会跳到更高或者更低的某个态上，如果这个态存在的话。&br&&br&吸收完成后，分子处于一个不怎么稳定的状态，有放出能量回到基态的趋势。这个放出能量有多种途径，比如图中的红色箭头，是振动能级的弛预，通过分子之间的碰撞等过程把振动能量变成分子动能，宏观上来看体系温度升高，也就是变成了热。通过某种方式弛预到第一激发态的振动基态后，发生电子跃迁，回到电子基态。这个跃迁的终态也是有多种可能的，可以回到电子基态的任意振动激发态。这个过程中，体系发出光子，能量降低，即为荧光。&br&&br&从吸收到发射中间有一个时间差，可以认为这是电子激发态的寿命。随体系不同， 激发态寿命会有很大差别。比如某些血红素蛋白为几十个飞秒（1E-15s），苯酚的第一激发态寿命大概在几个纳秒（1E-9s）。激发后，荧光强度随时间指数式衰减。&br&&br&&a href=&///?target=http%3A//en.wikipedia.org/wiki/Glow_stick& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&en.wikipedia.org/wiki/G&/span&&span class=&invisible&&low_stick&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&&br&===========================&br&补充&br&&br&延时很长时间的荧光材料当然是存在的，比如说题目中的荧光粉啥的。关于荧光材料这块我不熟，就着找到材料简单说一把，请专家指正。&br&&br&前面说的荧光是一个非常简化的模型，适用于非常简单的体系，比如单个不大的分子。。&br&&br&常用的荧光材料有很多，我搜到了一个“大连XX发光科技股份有限公司”，产品满世界卖，他们网站上列举了几类目前常用的荧光材料。下面拿其中一种来做例子，ZnS:Cu，就是往硫化锌里面掺杂铜。参考了 【S. Shionoya, H. P. Kallmann, and B. Kramer, Phys. Rev. &b&121&/b&, )】，好老的文献。。。。&br&&br&&img src=&/e2b6a6eb4369ccd4ee18_b.jpg& data-rawwidth=&617& data-rawheight=&489& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&617& data-original=&/e2b6a6eb4369ccd4ee18_r.jpg&&&br&&br&硫化锌是半导体，带隙 3.54 eV（立方）或 3.91 eV（六方）。掺杂铜后，Cu在带隙内引入掺杂态，就是图中的 A 和 A*。体系吸收光子后，电子从价带（V）激发到导带（C），这也可以叫做电子-空穴对。这个电子空穴对在体系里各种相互作用的影响下运动，它们可以重新组合，变成基态电子，放出光子。但现实中体系的晶格会出现各种缺陷，这些缺陷会导致带隙内产生 traps，激发后的电子被trap捕获后就跳不回基态了。当然被捕获的电子还可能逃离 trap，比如通过升高温度加剧热运动等。逃离后又有可能跃迁回价带，导致发光。因此发光的延续或者延迟时间跟很多因素有关，比如激发光强，trap浓度，半导体带隙，掺杂态的能级位置，温度等。在【PR, &b&121&/b&, 1607】里面，他们做的实验是可以延续半小时左右。当然现在应该有发光延续时间更长的材料。&br&&br&&br&==========================&br&再补充，多谢 @邵庆贤&br&&br&还有种可以长时间发光的东西叫 radioluminescent XX，就是把含有放射性同位素的成分跟前面说的发光材料混起来，比如说 ZnS:Cu。最早用的放射性材料是镭-226 （半衰期 1601 年），现在用的比较多的是氚（12.32 年）、钷-147（2.62 年）、锶-90（28.79 年），碳-14（5730 年）等。&br&&br&放射性同位素衰变产生的 \alpha 粒子(氦核)或者 \beta 粒子（电子）将半导体材料价带中的电子激发，然后跟上面的过程一样，导致发光。&br&&br&关于radioluminescent，下面链接有比较详细的介绍&br&&a href=&///?target=http%3A//www.orau.org/ptp/collection/radioluminescent/radioluminescentinfo.htm& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&orau.org/ptp/collection&/span&&span class=&invisible&&/radioluminescent/radioluminescentinfo.htm&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
谢邀。荧光粉之所以有荧光现象是因为含有荧光染料。下面解释一下荧光过程中荧光染料分子经历的变化。分子也是由原子核和电子构成，电子具有能量，大致分为原子核对电子的吸引，电子-电子排斥，以及电子相关能量。前两项是经典库仑相互作用，最后一项来自于…
1， 老师至少应该做过氢气在氯气中燃烧的演示实验，那里面也没氧气&br&2，灯泡里面没有氧气，也在发光发热&br&3，太阳上面发生的不是氧化反应
1， 老师至少应该做过氢气在氯气中燃烧的演示实验，那里面也没氧气2，灯泡里面没有氧气，也在发光发热3，太阳上面发生的不是氧化反应
1 LaTeX 挺好用的&br&2 LaTeX 挺好学的&br&3 据我所知，大部分传统意义上的“做化学”的人不怎么用 LaTeX&br&4 ACS 和 RSC 是有 LaTeX 模板的，更不用说 AIP 和 APS 了&br&5 如果你公式多的话，用 LaTeX 能节省大量精力，并且自己准备文档的话美观性会有很大优势&br&6 如果公式不多，合作者主要用 word，那就没必要给大家找麻烦了&br&此外，做科研大家看的是你做的东西牛不牛 b，不是用的工具牛不牛 b
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不确定性原理是指一对共轭物理量，比如时间（T）和能量（E），位置（X）和动量（P）等不能同时具有确定值，或者说测量这一对物理量，其精度是有极限的（普朗克常数）。这个跟STM貌似没有太直接的关系。然后我们来看STM测的是什么东西。STM的原理是量子隧穿…
个人认为是历史遗留原因。虽然是遗留，但不代表现在这个分法没有道理。&br&&br&他俩本身就不是一根藤上的瓜，虽然有联系，就像魔法师和炼金术士，虽然大家都在搞古古怪怪的东西，也有很多牛人两手抓两手硬，但毕竟背后的思想、研究方法和研究内容都有不小差别。各自的圈子，各自的历史导致物理学家和化学家完全是两类人，思维习惯不同；这种人的差异有反哺了学科的差异。&br&&br&此外，现代学科分工越来越往精细化发展，正常人的精力也不足以掌握这两大学科，关键是你真把这俩统合了貌似也没啥看得见的好处。其实现阶段真能把同一门一级学科下的两个二级学科搞明白的人也没几个，更何况两门一级学科了。&br&&br&再此外，所谓“物理化学”和“化学物理”，虽然颠来倒去，实际上都是更偏“化学”一点儿。这门学科说白了就是借用物理学的研究方法和思维习惯来研究化学问题，当然，思维和方法借来了，总是要本地化带上一点化学特色。&br&&br&以上是俺在“化学物理”这个专业里呆了将近十年的一点认识。现在想来，年轻的时候一个劲的想跳出化学投身物理真tm浮云啊。。。
个人认为是历史遗留原因。虽然是遗留，但不代表现在这个分法没有道理。他俩本身就不是一根藤上的瓜，虽然有联系，就像魔法师和炼金术士，虽然大家都在搞古古怪怪的东西，也有很多牛人两手抓两手硬，但毕竟背后的思想、研究方法和研究内容都有不小差别。各自…
电子云即电子密度在空间的分布，一般我们把电子密度等值面画出来就是电子云图了。电子密度是波函数的模方，在求算过程中丢掉了关于符号（相位）的信息，其值为0-1之间的正数。题主给出的截图很明显是一个等值面图，里面的颜色变化属于艺术处理，就是打了个光，加了个阴影啥的，不包含任何物理信息。&br&电子云图还有另外一种画法，就是在空间点点，电子密度越大的地方点的点越多，颜色也就越深。在后面这种图中是不会出现一个明显边界的。&br&&br&然后杂化。杂化是一个唯象的定性的概念，不过可以通过合理的近似定量的解释，以C原子的sp杂化为例：&br&&br&&br&&br&我们有一个C 2s轨道，一个2px轨道，（形式上，2py轨道的情况跟2px基本完全相同，2pz会更简单一点，但三者在物理上是完全等价的），2s是球对称，2px相对于x轴中心对称，其绝对值关于yz面对称，是x的奇函数。&br&&br&采用Hartree-Fock近似，就是每个电子都在原子核和其他电子共同形成的势场中运动，这个平均势场近似为球对称。这时可以将C原子的2s和2p轨道近似写成类氢原子轨道&img src=&/efb0f8ecede_b.jpg& data-rawwidth=&563& data-rawheight=&74& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&563& data-original=&/efb0f8ecede_r.jpg&&&img src=&/b21c2e7fca169c50adf399d_b.jpg& data-rawwidth=&709& data-rawheight=&76& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&709& data-original=&/b21c2e7fca169c50adf399d_r.jpg&&&br& 其中Z2s和Z2px分别为3.217 和3.136 （&a href=&///?target=http%3A//en.wikipedia.org/wiki/Effective_nuclear_charge& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&en.wikipedia.org/wiki/E&/span&&span class=&invisible&&ffective_nuclear_charge&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&），是C原子2s和2px电子感受到的有效核电荷。这样我们可以画出2s和2px轨道的等值面&br&&br&&br&&img src=&/7ccc2264ae_b.jpg& data-rawwidth=&370& data-rawheight=&364& class=&content_image& width=&370&&&img src=&/7a6ea462ebb19d_b.jpg& data-rawwidth=&352& data-rawheight=&270& class=&content_image& width=&352&&这里两个图都是原子轨道的等值面，由于没有取模方，可以看到在2px的图中有不同颜色表示的不同符号（相位）。&br&下面取模方，计算电子密度分布。显然对2s轨道来说，去模方后保持球对称性不变，但2px的电子云与波函数分布不同。&img src=&/ee08fd10dee974e71f82bb187a03f576_b.jpg& data-rawwidth=&309& data-rawheight=&316& class=&content_image& width=&309&&&img src=&/c556fb02d2c696d7c293a_b.jpg& data-rawwidth=&373& data-rawheight=&278& class=&content_image& width=&373&&所谓杂化就是将合适的轨道重新组合成对称性符合我们需求的新轨道。下面我们来看C的2s轨道和2px轨道杂化。&img src=&/ff7ae7407cdee0f3913789_b.jpg& data-rawwidth=&412& data-rawheight=&100& class=&content_image& width=&412&&&img src=&/f032bf0c0975_b.jpg& data-rawwidth=&360& data-rawheight=&378& class=&content_image& width=&360&&&br&&img src=&/d0c2eede78f9_b.jpg& data-rawwidth=&375& data-rawheight=&91& class=&content_image& width=&375&&&img src=&/306cd499b4e53e7bd1f6_b.jpg& data-rawwidth=&360& data-rawheight=&378& class=&content_image& width=&360&&&br&&br&&br&&br&&br&&br&&br&然后看它们的几率密度：&img src=&/4eac3deafc20a09fea6bfd_b.jpg& data-rawwidth=&336& data-rawheight=&57& class=&content_image& width=&336&&&img src=&/9cf1cfe09b924fa7e8fadcedbda9c7aa_b.jpg& data-rawwidth=&330& data-rawheight=&347& class=&content_image& width=&330&&&br&&br&&img src=&/37c5d757f240b9f5f4dfc58d1eb469cb_b.jpg& data-rawwidth=&319& data-rawheight=&54& class=&content_image& width=&319&&&br&&br&&img src=&/1aefb6a0e8e103cb3b94dc_b.jpg& data-rawwidth=&358& data-rawheight=&364& class=&content_image& width=&358&&呃，小尾巴已经出来了。。&br&&br&&br&
电子云即电子密度在空间的分布，一般我们把电子密度等值面画出来就是电子云图了。电子密度是波函数的模方，在求算过程中丢掉了关于符号（相位）的信息，其值为0-1之间的正数。题主给出的截图很明显是一个等值面图，里面的颜色变化属于艺术处理，就是打了个…
这种现象是由“瑞利散射”导致的。 &br&&a href=&///?target=http%3A//en.wikipedia.org/wiki/Rayleigh_scattering& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&en.wikipedia.org/wiki/R&/span&&span class=&invisible&&ayleigh_scattering&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&所谓瑞利散射，就是光子跟别的微小颗粒发生弹性散射（可以理解为碰撞），然后弹开。由于散射过程中光子没有损失能量，故颜色（波长、频率）不变。&br&&br&太阳光（白光）是由不同频率（颜色）的光以一定比率混合起来的，符合黑体辐射规律。&br&&a href=&///?target=http%3A//en.wikipedia.org/wiki/Sunlight& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&en.wikipedia.org/wiki/S&/span&&span class=&invisible&&unlight&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&如果在宇宙空间直接观察太阳，会发现太阳是白色的，周围为黑色背景。但在地球表面看的话，由于太阳光在穿过大气层时跟大气中的颗粒（比如大气分子、灰尘等）相互作用，而这些作用很多又跟光的波长（颜色）有关，我们看到的太阳光跟在大气层外面看到的组份不同。比如下面这张图：&img src=&/fb07cc52f8d91db32933cef3e3696f94_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&595& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&/fb07cc52f8d91db32933cef3e3696f94_r.jpg&&&a href=&///?target=http%3A//en.wikipedia.org/wiki/File%3ASolar_Spectrum.png& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&en.wikipedia.org/wiki/F&/span&&span class=&invisible&&ile:Solar_Spectrum.png&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&对人眼看到的太阳光的颜色来说，瑞利散射是影响最大的。瑞利散射的强度跟波长的四次方成反比，也就是说波长越短（频率越高，偏蓝紫色），被散射的强度越大。可见光中紫色光波长最短，红色波长最长。也就是说通过大气层入射到人眼的太阳光已经改变了组份，相对来说，紫色光更多了，蓝色其次，然后是绿、黄、。。。红。当然还有一部分光线在穿过大气层时没有发生散射，会直射到地面。&u&两种光的整体效果就是我们感受到的光线偏蓝（也就是更苍白一些）&/u&。&br&
下划线的说法有问题，见下面引用&br&=======&br&感谢 @张玮 指正：&br&&b&其实我是想说你的最后两段说的不太清楚，大气层入射到人眼的太阳光已经改变了组份，红光比例增加，紫光比例减小，结果是我们在地面看到的太阳光比在太空中看到的偏红。正午太阳光直射，穿过的大气层相对薄一点，这种效果不太明显，只是微微偏红，而朝阳和落日穿过的大气层厚，使得我们看到的太阳是红色的。不存在偏蓝的情况。&/b&&br&=======&br&&br&早晚的太阳处在地平线附近，阳光到达人眼需要穿过更厚的大气层，也就是说瑞利散射被加强了。这时直射到眼睛的太阳光线中蓝紫端的光变少，红黄端相对强度变大，因此人眼感受的太阳光偏红黄。整体来说，由于散射变强，直射光强度变小，早晚的太阳也不是那么刺眼了。
这种现象是由“瑞利散射”导致的。 所谓瑞利散射，就是光子跟别的微小颗粒发生弹性散射（可以理解为碰撞），然后弹开。由于散射过程中光子没有损失能量，故颜色（波长、频率）不变。太阳光（白光）是由不同频率（颜色）的光以一定比率…
同位素测年的原理是活的东西死掉后，或者死的东西被埋掉后就不跟大气有物质交换了，因此随着时间变长，放射性同位素的含量会变低。另一方面，由于自然界各种循环的存在，大气中碳14的含量可以认为不变（其实还是变了的）。这样两相一比较，就可以通过两者C14的含量差别以及C14的半衰期来断代。&br&&br&需要注意的是C14的半衰期大概在5570年，误差30年。而断代结果跟半衰期是指数关系，因此测年的误差一般情况下远大于30年。此外，误差还跟C14含量的测定有关，这一点还受到分析手段的限制。
同位素测年的原理是活的东西死掉后，或者死的东西被埋掉后就不跟大气有物质交换了，因此随着时间变长，放射性同位素的含量会变低。另一方面，由于自然界各种循环的存在，大气中碳14的含量可以认为不变（其实还是变了的）。这样两相一比较，就可以通过两者C1…
受邀回答，扔点砖出来~&br&&br&首先声明，不懂生物，只能就能看到的几个具体例子来说&br&&br&简单的说，可以，并且很多人已经在这么做了。但具体问题需要具体分析，首先就是对某种生物现象需要解释到什么程度。在@提到的例子中，如果我们只是满足于某些唯象、定性的分析，其实不需要直接用到量子力学。但如果需要了解到分子尺度以及以下的反应机理的话，目前来看量子力学原理是不可避免的。比较简单的例子，比如光合作用，实际上是一种光化学反应，具体机理还没有完全搞清楚；比如神经信号的传递，包含了钠离子，钾离子通过神经元细胞膜的输运；比如消化，实际上是一个物理研磨+酶催化的过程；比如很多病症，比如帕金森等，现在的看法是某些蛋白质出现纤维化异常，也是目前研究的前沿。&br&很多生物现象在某个层面上貌似比较清楚来，但实际上还处于一个定性的，唯象的，经验的描述阶段。如果定量精确描述的话，至少要在分子水平上讨论。&br&&br&既然牵扯到分子层面了，就说明这个现象中至少包含化学变化。就现今的学科框架和知识体系来说，量子力学是精确描述化学反应的唯一途径。而目前的研究现状还是比较令人感到沉重的：无论是实验还是理论计算，真正搞清楚化学反应不是很多，并且都是比较简单（小）的分子。这是因为我们需要追踪化学反应过程中的每一个细节，对于理论描述来说，这相当于加入了时间这一维度，理论上的推导是直接的，计算上的技术细节是令人崩溃的。。。比如说，张增辉教授在1999年就出版了“Theory and Application of Quantum Molecular Dynamics”，但我们一直算不动，据我所知，现在能算的比较大的分子是环己二烯，嘧啶啊之类的分子，二十个原子以上的分子基本上暂时不用想了。不过随着大规模高性能计算的发展，这方面前途还是很光明的。&br&&br&在这个意义上说，过渡态理论之类只是一个定性的描述，不过确实有用。这样我们只需要把初态，末态以及几个中间态拿出来做精确的量子化学计算，大概可以得到某些反应的细节，对于某些简单化学反应，这些细节就可能基本表征这个反应了，但问题是，我们仍然不知道分子是怎么从某个态到另一个态上面的。但这样做也有好处，就是我们可以算比较大的体系了，结合经验的分子力学方法，可以处理像蛋白质之类的大分子。&br&&br&再回到原来的问题，如果需要定量精确描述一个生物化学反应，引入量子力学的描述方法是必须的。但至于怎么引入，用多高的近似，跟计算方法和计算机硬件的发展关系更大一些
受邀回答，扔点砖出来~首先声明，不懂生物，只能就能看到的几个具体例子来说简单的说，可以，并且很多人已经在这么做了。但具体问题需要具体分析，首先就是对某种生物现象需要解释到什么程度。在@提到的例子中，如果我们只是满足于某些唯象、定性的分析，其…
1 买apple care protection plan&br&2 猛操
1 买apple care protection plan2 猛操
先说一下这个现象的本质，不谈因果。&br&&br&1）可见光只是电磁波谱中很窄的一段，这个分类对人类有意义，这是因为这个频段的电磁波可以被肉眼感知到。推广一点，这个分类对我们这个太阳系或者具有类似恒星（黄矮星）的太阳系具有比较大的意义。这类天体的辐射频段集中在 350 nm 到 700 nm 的波长范围，相应于紫外到红外。因此可见光占了太阳辐射能量的很大一部分。&br&&a href=&///?target=http%3A//en.wikipedia.org/wiki/Sun& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&en.wikipedia.org/wiki/S&/span&&span class=&invisible&&un&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&a href=&///?target=http%3A//en.wikipedia.org/wiki/File%3ASolar_Spectrum.png& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&en.wikipedia.org/wiki/F&/span&&span class=&invisible&&ile:Solar_Spectrum.png&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&2）大部分绿色植物进行光合作用所需的光能由叶绿素类的有机分子吸收得来。叶绿素分子对紫光和红光的吸收效率最高，这是由其结构导致--分子内正好存在跟紫光和红光共振的电子激发。既然红光和紫光被吸收掉了，绿色就凸显出来了。&br&&a href=&///?target=http%3A//en.wikipedia.org/wiki/File%3AChlorofilab.png& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&en.wikipedia.org/wiki/F&/span&&span class=&invisible&&ile:Chlorofilab.png&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&a href=&///?target=http%3A//en.wikipedia.org/wiki/File%3ASpectra_Chlorophyll_ab_oenin_%281%29& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&en.wikipedia.org/wiki/F&/span&&span class=&invisible&&ile:Spectra_Chlorophyll_ab_oenin_(1)&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&.PNG&br&&br&3）物质对某种光的吸收对应于其本身的某种激发或运动形式。比如说红外吸收对应于分子的振动-转动，可见-紫外吸收对应于电子激发，更短的吸收，比如X射线会导致内层电子激发或者电离。一般来说，红外吸收不会有效的导致化学变化，分子吸收完后哆嗦几下能量就耗散掉了，此外，红外或波长更长的波每个光子携带的能量不高，从而导致吸收一个光子能储存的太阳能不多；而紫外或更高能量的吸收会对分子本身结构造成破坏，甚至是不可修复的。因此看上去可见光吸收对于大多数碳基有机分子来说是最靠谱的。&br&&br&4）为什么不吸收绿光？目前还不是很清楚。。。我们不知道为什么多数植物进化成绿色。。现在有一些假说，但还没有一个公认的解释&br&&br&&a href=&///?target=http%3A//en.wikipedia.org/wiki/Chlorophyll%23Why_green_and_not_black.3F& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&en.wikipedia.org/wiki/C&/span&&span class=&invisible&&hlorophyll#Why_green_and_not_black.3F&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&
先说一下这个现象的本质，不谈因果。1）可见光只是电磁波谱中很窄的一段，这个分类对人类有意义，这是因为这个频段的电磁波可以被肉眼感知到。推广一点，这个分类对我们这个太阳系或者具有类似恒星（黄矮星）的太阳系具有比较大的意义。这类天体的辐射频段…
既然谈到『电子云』，我们可以认为是原子-分子体系，或者更窄一点，我们限定在原子-分子体系的束缚态，就是电子被束缚在某些原子核周围，其在某些位置以一定几率能被检测到，通俗的讲，这个几率就是电子云。&br&&br&在微观体系中，某个电子并没有确定的位置。我们一般用波函数来描述电子的运动状态 $\psi(x,y,z)$，波函数的模方对应前面提到的那个几率。也就是说，假如我们准备一系列完全一样的某微观体系（比如一个分子或原子），然后测量电子的位置（简单起见，我们可以用一个只包含一个电子的体系，比如氢原子等），这时会发现每次测量的结果会不同，如果测量次数足够多，会发现测量结果遵循一个分布，就是 $\vert \psi(x,y,z) \vert^2$。因此在这种情况下讨论电子的精确位置是没有意义的。所以题目中的『距离除以时间』 不适合作为微观体系中电子速度的度量。&br&&br&其实，速度跟位置具有相同的重要性，把这句话中的速度换成动量更好听一点。假如我们把上一段描述中的位置换成动量（速度），情况是基本类似的：我们测量具有某个速度 $(v_x, v_y, v_z)$ 的电子，然后得到一个分布 $\vert \psi(v_x, v_y, v_z)\vert^2$，由此我们也有一个结论，在这个电子云（原子、分子体系的束缚态）里面，电子的速度也没有一个定值。其实在这种情况下延用经典的『速度』概念本身就是有问题的，因为轨迹根本就不存在。不过我们可以看一下『速度』是怎么跑到我们的波函数里面的：波函数由解薛定谔方程得到，这里面跟速度有关的是哈密顿量里面的动能项（假设没有外场），$T_k = \frac{\hat{p}^2}{2m}$，因此，在原子分子体系中我们可以把速度简单看做动能的一个度量。&br&&br&根据不确定原理，$\Delta p_x \Delta x \leq \hbar$，也就是说如果位置的不确定量无限大的话，我们会得到一个确定的动量值，从而得到一个确定的速度。这种情况是存在的，比如说自由电子，其所受势能为零，哈密顿量仅包含动能项。通过解薛定谔方程我们能得到其波函数是平面波，平面波的频率对应粒子的动量（或速度）。但这个时候，因为位置完全不确定了，所以还是没法按照经典的观点舒服地定义速度。&br&&br&形式上，在量子力学里面，我们可以定义『速度』算符：$\hat v = \frac{\hat p}{m}$，这个算符跟其他可观测物理量一样是厄米的，其期望值为 $\langle \psi \vert \hat v \vert \psi\rangle$，我们也可以求得它的本征态，但这个态具体是什么样子跟具体体系有关。比如在周期性体系里面，我们可以得到离散的动量（速度）本征值，但在有限大小的分子原子体系里面，我们只能得到连续的动量。&br&&br&所以说，电子云中电子速度的定义，最靠谱的应该是 $\hat v = \frac{\hat p}{m}$，是电子动能的一个度量，至少在非相对论近似成立的情况下，跟质能方程也没啥关系。此外，动量在对称性有关的讨论中有非常重要的作用。
既然谈到『电子云』，我们可以认为是原子-分子体系，或者更窄一点，我们限定在原子-分子体系的束缚态，就是电子被束缚在某些原子核周围，其在某些位置以一定几率能被检测到，通俗的讲，这个几率就是电子云。在微观体系中，某个电子并没有确定的位置。我们一…
量子化学就是应用量子力学来解决化学问题，其本质是一门应用学科，无论里面的理论、方法还是技术都是为解决问题而生的。这方面解决问题的终极表述形式就是将某个物理量用一系列数值表示出来，因此会牵涉到大量的计算。个人认为，一切只讲理论不讲计算技术的量子化学都是耍流氓，用这种书学习的话，应该不会得到很多&br&&br&多数量子化学中应用到的量子力学原理相对来说层面比较浅，但“化学问题”包含的范围就大了。。不过量子化学最基础最核心的问题还是电子结构理论，最主要的应用和验证方法是分子光谱。&br&&br&电子结构理论的基础在于 Hartree-Fock 方法，这方面讲解最清晰明白的是 Sazabo，“Modern Quantum Chemistry”，这本书内容自洽，并包含了一些具体算例的实现方法及源码。&br&&br&然后时post Hartree-Fock 方法，这是一系列在 Hartree-Fock 方法基础上的修正，各有其不同侧重点。这方面有本大书，Helgaker，“Molecular Electronic-Structure Theory”。这本书本人没有看过，但有几位同学上过他们的课或者在这方面工作，对这本书评价很高。Helgaker本人也是工作战斗在前线很多年的老将，他们组是Dalton程序的主要作者。&br&&br&目前使用更多的方法是密度泛函理论。这方面的书非常多，Springer出过这方面的lecture notes。这方面比较有名的一本书是 Parr & Yang， “Density Functional Theory of Atoms and Molecules”，有位做DFT的同事说这本书并不是给初学者写的，并且可能由于成书年代比较早（1994），或者作者对某些内容的偏好，使得它并不是很适合当前形势下的初学者阅读。这方面建议先找综述之类的文献读读，如果非要看书的话，我做DFT的同事曾推荐给我两本书：&br&Engel & Dreizler， “Density Functional Theory：An Advanced Course”&br&Ullrich，“Time-Dependent Density-Functional Theory：Concepts and Applications”&br&&br&===========&br&&br&接受度比较广的教材还有&br&徐光宪，黎乐民，《量子化学》。无论作为教材还是参考资料都有很高的价值。&br&Levine， “Quantum Chemistry”，年轻的时候看过第三版中译本，感觉讲解很清楚，现在到第六版了，感觉厚了很多。。。&br&Atkins，“Molecular Quantum Chemistry”
量子化学就是应用量子力学来解决化学问题，其本质是一门应用学科，无论里面的理论、方法还是技术都是为解决问题而生的。这方面解决问题的终极表述形式就是将某个物理量用一系列数值表示出来，因此会牵涉到大量的计算。个人认为，一切只讲理论不讲计算技术的…
科学是基于事实的。如果没有事实依据，请不要把科学扯过来当遮羞布
科学是基于事实的。如果没有事实依据，请不要把科学扯过来当遮羞布
首先，这个问题至少看上去不那么“科学”。什么是“独立”的臭氧层？所谓臭氧层是处于地球大气圈同温层，大概20-30km高的一个圈，这个圈中臭氧浓度相对其他地方来说要高，但绝对浓度还是很低的，大概在10 ppm（百万分只十）左右。大气圈臭氧平均浓度在 0.6 ppm。&br&这些数据参见 ： &a href=&///?target=http%3A//en.wikipedia.org/wiki/Ozone_layer& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&en.wikipedia.org/wiki/O&/span&&span class=&invisible&&zone_layer&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&自然环境下的臭氧循环主要是通过阳光里的紫外线和大气中的氧气作用，继续wiki：&br&（&a href=&///?target=http%3A//en.wikipedia.org/w/index.php%3Ftitle%3DFile%3AOzone_cycle.svg%26page%3D1& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&en.wikipedia.org/w/inde&/span&&span class=&invisible&&x.php?title=File:Ozone_cycle.svg&page=1&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&）&br&&img src=&/58f9d7b1eb77fc5a026ff3b_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&566& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&/58f9d7b1eb77fc5a026ff3b_r.jpg&&&br&就是说紫外线可以让氧气分子解离为氧原子，氧原子碰到氧分子会有机会形成臭氧分子。臭氧本身并不稳定，还会离解成氧气分子和氧原子。当臭氧分子遇到氧原子或者另一个臭氧分子时也可能会反应变回氧气。大气层中的臭氧大部分大概就是这么来的。其他情况下，比如雷雨天气也可能会产生臭氧。&br&&br&关于“为什么”，貌似可以说因为地球在进化过程中不小心产生了富氧气的大气环境，而所在的太阳系的恒星温度又恰好能在紫外频段产生那么点辐射然后到达地球。这样就有机会发生上面说的那些化学反应，构建出氧气-臭氧循环。&br&&br&臭氧层的浓度，高度应该是跟大气中氧气浓度，大气厚度，紫外线富集程度以及某些会影响那些反应的人类活动相关。
首先，这个问题至少看上去不那么“科学”。什么是“独立”的臭氧层？所谓臭氧层是处于地球大气圈同温层，大概20-30km高的一个圈，这个圈中臭氧浓度相对其他地方来说要高，但绝对浓度还是很低的，大概在10 ppm（百万分只十）左右。大气圈臭氧平均浓度在 0.6 …
化学是一门实验科学，所有化学理论都是以实验为基础，以解释、指导实验为目的的。因此，只要能达到上面两个目的的理论就是一个可以接受的理论；如果能到指导实验的程度，就可以说是一个好的理论了。&br&&br&其实世界上并没有理论，有的只是客观事实。但为了让我们可怜的脑袋能理解这个世界，便归纳，演绎出很多所谓的理论。&br&&br&不仅是化学这门学科，即便是物理学里面粗糙的理论也有不少，但因为有用就能一直保存下来。当然，没用的也早被摒弃了。&br&&br&化学中有很多所谓的理论只是一种唯象的东西，至少现阶段还不可能用类似于物理学基本定律那样的演绎方法得出。这个现象是由化学研究对象的复杂性决定的。当然，目前的理论化学界正在致力于用人类能理解的方式描述化学现象。同样由于问题的复杂性，这种描述不可避免的伴随着非常复杂的计算。&br&&br&现在还在课本中的理论，至少在某种层面上是有用的，比如说上面说的路易斯酸碱理论，某些分子轨道的概念等。因为没有用被遗忘，或者被引为反面教材也有不少，比如说“热质说”，“四大元素”等。&br&&br&所以说，只要是教的，大多数还是有用的东西。多花些心思在这些理论的适用性上就好了
化学是一门实验科学，所有化学理论都是以实验为基础，以解释、指导实验为目的的。因此，只要能达到上面两个目的的理论就是一个可以接受的理论；如果能到指导实验的程度，就可以说是一个好的理论了。其实世界上并没有理论，有的只是客观事实。但为了让我们可…
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