發(fā)布時間：2021-06-21 04:56

　　量子熱力學(xué)是量子力學(xué)與經(jīng)典熱力學(xué)交叉融合產(chǎn)生的新興學(xué)科分支。對于這個新興領(lǐng)域,量子熱機是量子熱力學(xué)中主要的研究內(nèi)容之一。量子熱機主要以量子系統(tǒng)作為工作物質(zhì),而量子系統(tǒng)通過相互作用可以產(chǎn)生豐富的非經(jīng)典效應(yīng),例如:量子相干性、量子失協(xié)等。許多研究表明,工作物質(zhì)的非經(jīng)典效應(yīng)對提高量子熱機特性具有重要作用。本文運用量子熱力學(xué)與量子光學(xué)基本理論研究工作物質(zhì)為自旋系統(tǒng)的量子奧托熱機的熱力學(xué)特性,研究結(jié)果具有重要的學(xué)術(shù)意義與參考價值,論文的主要內(nèi)容與創(chuàng)新性結(jié)果如下:第一章首先簡單介紹量子熱力學(xué)研究的歷史沿革,然后介紹量子熱機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,最后概括了本文的主要工作。第二章首先回顧了用量子力學(xué)形式來表述經(jīng)典熱力學(xué)第一定律,介紹與量子熱力學(xué)有關(guān)的基本概念,如量子等溫過程、量子等容過程、量子絕熱過程和有效溫度;其次,闡述了熱力學(xué)第二定律的有效性和普適性;最后闡述了量子奧托熱機循環(huán)的基本理論,并與經(jīng)典奧托循環(huán)理論進(jìn)行對比,并證明了量子奧托熱機與經(jīng)典奧拓?zé)釞C的等價性。第三章簡要回顧了量子自旋系統(tǒng)的基本理論以及量子系統(tǒng)的兩種非經(jīng)典效應(yīng)——量子相干性和量子失協(xié)的基本概念以及度量方法。第四章研究了工作物質(zhì)的非經(jīng)典... 

【文章來源】：湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

作為量子熱機工作物質(zhì)為多能級量子系統(tǒng)的示意圖

基于二能級量子系統(tǒng)的量子奧托熱機的示意圖

系統(tǒng)經(jīng)歷另一個量子絕熱過程，系統(tǒng)通過壓縮勢阱對外做功，從而完成熱機循環(huán)。一，量子奧托熱機的性質(zhì)如圖2.3所示，以一個工作物質(zhì)為二能級系統(tǒng)所構(gòu)成的量子熱機為例來闡述量子奧托熱機的性質(zhì)和量子奧托熱機的四個循環(huán)過程：1，量子等容熱化過程圖中 段，帶有每一個本征態(tài)的初始幾率 0( = 1, 2, 3, 4 . . .)的工作物質(zhì)與溫度為 1的熱庫接觸一段時間。當(dāng)工作物質(zhì)與熱庫達(dá)到熱平衡時，每一個本征態(tài)的幾率從 0變?yōu)?1，然而工作物質(zhì)相應(yīng)的本征值 1沒有發(fā)生改變。此時，系統(tǒng)的哈密頓量為 1=∑ 1| 1 1|，系統(tǒng)的密度矩陣為 1=∑ 1| 1 1|

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Entangled quantum heat engine based on two-qubit Heisenberg XY model[J]. 何濟(jì)洲,何弦,鄭潔.  Chinese Physics B. 2012(05)

博士論文
[1]非馬爾科夫演化及對量子熱機性能的影響[D]. 張興遠(yuǎn).大連理工大學(xué) 2016
[2]經(jīng)典噪聲環(huán)境下量子系統(tǒng)的量子關(guān)聯(lián)動力學(xué)[D]. 郭有能.湖南師范大學(xué) 2015
[3]相互作用量子系統(tǒng)熱力學(xué)循環(huán)性能研究[D]. 何弦.南昌大學(xué) 2012

碩士論文
[1]量子熱力學(xué)循環(huán)的特性研究[D]. 劉勝楠.華僑大學(xué) 2016
[2]四能級量子熱機循環(huán)與量子制冷循環(huán)[D]. 王濤.遼寧師范大學(xué) 2013



本文編號：3240023