谁能解释一下什么是 二次量子化?
作者&投稿：闫注 （若有异议请与网页底部的电邮联系）
一次量子化是对力学量的量子化，将其转化为算符。
在单体问题中，算符作用于波函数，就可以得到其力学量的各种性质，如本征值，平均值，取值概率等等。
二次量子化是对场的量子化，这里的场主要指的是物质波函数。
前面说过一次量子化之后，力学量的取值只能为一系列分立的本征值，每个取值有一定的取值概率。那么对于粒子数较多的情况，可以用每个状态的概率×粒子总数=各状态粒子数的集合，对场进行描述。将波函数的变化，二次量子化为粒子数的变化。
通俗的比喻就是 原来你抛一个硬币，正反面朝上的概率都是0.5；现在，你抛100个硬币，向上向下的各50个。意义接近，但适用于不同的条件下。
个人浅见，欢迎探讨，拒绝人参公鸡。
在经典物理学中，对体系物理量变化的最小值没有限制，它们可以任意连续变化。但在量子力学中，物理量只能以确定的大小一份一份地进行变化，具体有多大要随体系所处的状态而定。这种物理量只能采取某些分离数值的特征叫作量子化。
对于粒子物理学，原子核物理学，固体物理学和量子光学等等学术领域内的理论，量子化是它们的基础程序。
对于粒子物理学，原子核物理学，固体物理学和量子光学等等学术领域内的理论，量子化是它们的基础程序。
扩展资料
玻尔为解释卢瑟福实验，对电子能量作了量子化假设。最简单的一条就是电子能量只能是某些固定的值。
以上两个是早期量子论中的量子化。特性是不连续，只能以基本单位传递。
在现代量子理论中，人们发现光粒子的波粒二象性，任何物体都有波动性和粒子性。而且任何物体的位置和速度都不可能同时被准确的测量。只能用概率来描述。在现代量子论中，用波粒二象性和概率波处理微观问题就是量子化。
量子化的发现，为后来海森堡测不准原理、量子力学的崛起奠定了基础。
参考资料来源：百度百科-量子化
然而，现在的二次量子化理论反映物质埸的特征是不够全面的。其一：只用作为埸的自由度的广义坐标，是一维的无穷多个指标的广义坐标，也就是说尽管是多个指标，它在空间的自由度却仅有一维。无穷多个指标的广义坐标，只分别对应无穷多个光量子，描写它们一维的状态。为了描写物质埸的矢量性，物质埸
的自由度的广义坐标也应该是多维的广义坐标，必须把推广成， 对应物质埸在处的振动的动量，对应物质波的几率密度，即传统的二次量子化理论中的态函数。
我给你取个例子吧
比如氢原子
它不连继地发射和吸收能量
波尔通过计算得到氢原子的能级
薛定谔方程能解出四个量子数
多产品和生产过程的质量水平都与产品表面有关。然而表面是相对独立的，它的组成可能由于某些特殊元素在表面的聚集、表面改性、等离子表面处理、离子注入或者偶然的污染、附加的防护性、装饰性薄膜等原因而与基体组成有极大的区别。无论什么原因，了解表面的组成是非常重要的，并且由此发展出许多表面分析技术：从最简单的视觉检验到先进的显微镜和微分析手段。其中从20世纪初发展起来的二次离子质谱技术便是一种先进的分析技术，它作为一种卓越的，不可取代的表面分析技术成为表面分析领域的利器。
二次离子质谱（Secondary Ions Mass Spectrum 简称SIMS）采用质谱技术分析表面原子层以确定表面元素组成和分子结构。它的分析原理非常容易理解：将需要分析的样品放置在真空中，用被称为“一次离子”的高能量离子轰击样品表面，入射离子穿透样品表面并引发表面原子互相撞击，撞击导致表面上的分子和原子脱离表面并离子化，然后这种从表面上脱离的“二次离子”被质谱仪收集并分析，从而得到样品表面的化学组成情况。同时，随着入射离子时间的延长，表面原子层会被逐渐剥蚀，根据分析时间和离子强度建立的坐标，可以得到某种离子随表面深度的变化其浓度变化情况。
尽管早在1910年，二次离子现象就已经被发现，由于二次离子分析有极高的表面灵敏度，能够对表面进行静态分析以及深度剖析而被所有表面分析人员所关注并重视。然而，这种看来应该被迅速推广的分析技术却因为仪器造价昂贵，操作维护费用巨大，对人员实际操作水平要求极高，分析谱图解释困难等诸多因素，造成人们对二次离子质谱技术“昂贵、极其专业、必须是专家才能操作并且图谱解释模糊”的印象，限制了二次离子质谱技术的发展。直到今天，全世界只有不超过1000台二次离子质谱仪在使用。
现在，Millbrook公司Mini SIMS的出现改变了这种情况。Millbrook公司是一家有着丰富质谱生产经验的英国公司，它生产的台式二次离子质谱结构紧凑，通过Windows下的软件对仪器进行全自动操作，其质谱峰检测鉴定软件和几百种常用有机物质谱峰数据库可以帮助对图谱进行解释，无须专家进行操作，并且仪器造价和维护费用仅仅需要传统SIMS系统费用的10-15%。
Mini SIMS为用户提供了一些其他表面分析技术所不具备的性能。
1、样品在高真空下得到的样品表层真实信息，在静态分析条件下信息仅来自表面层，而动态分析时信息仅来自几个原子层。
2、可分析质量数范围3-300的全部元素，包括锂、铍、硼等轻质量元素。
3、可对元素同位素进行检测，用于同位素分析或利用同位素提供的信息。
4、SIMS是一种“软电离”手段，通过对碎片离子峰分析，从而确定表面化合物的结构。
5、通过入射离子束的扫描或直接成像，实现微区面分析，具有高空间分辨能力。
6、聚焦入射离子束对表面进行剥离，可以实现对十个成分的跟踪分析，达到三维微区分析的目的。
7、SIMS是一种质谱技术，是检测特定核质比离子的分析技术，它的本底噪音低于电子能谱。可检测正负二次离子，从而具有极高的灵敏度，可以达到10-6甚至更低，是所有表面分析方法中灵敏度最高的一种分析手段，具有很宽的动态范围。
表面改性在不改变基体性质的情况下赋予材料表面一些特殊的性质。离子注入是一种非常重要的表面改性手段，Mini SIMS通过Depth Profile功能同时对10种元素随表面深度其浓度的变化情况进行分析，以检测离子注入效果，从而改进离子注入条件，优化表面功能。生物医学应用中用于替代血管材料的PTFE管子具有优良的机械性能，尽管材料表面亲水性差，仍然可以通过等离子体表面改性克服，但是随着材料在空气中放置时间的延长，其亲水性能减弱。Mini SIMS通过对处理过的材料和暴露在空气一段时间后PTFE表面化学成分的变化，揭示氩等离子体改性的PTFE管子无论在表面改性后或经过放置均较其他气体等离子体处理的材料具有更优秀的亲水性能。
表面污染会导致黏结剂黏结效果降低，产品性能降低，甚至失效。而通常的表面污染仅仅是几个原子层厚的有机物。比如：铝金属表面的油污染可以使金属涂料脱落或金属黏结剂效果降低，Mini SIMS可以通过离子“指纹”数据库的比较判定污染物的分子结构、组成信息，通过图象分布功能评价污染物的污染范围，通过污染物形状等信息得到污染物可能的产生原因以给出相应的产品表面清洁、储存处理改进方法。而半导体生产线上的快速污染检测、判定和处理也可通过Mini SIMS在很短的时间内得出结论。同样，催化剂表面污染会导致催化剂效能降低甚至催化剂中毒。在某一多步合成反应中钯催化剂的寿命大大低于预期，而硫中毒被怀疑是导致这一结果的原因。通过比较新生成的催化剂和使用后的催化剂的阴阳离子图谱，根据氯35和氯37以及175-180之间的氯化钯谱峰可以断定是氯引起催化剂寿命缩短而非预计的硫。
表面涂层可以大大改变产品的表面性质。表观相同剃须刀片的使用寿命却相差数倍，Mini SIMS对刀片涂层进行比较分析，通过表面比较，特定离子分布图象比较和深层剖析得到结论：刀片均由不锈钢组成，均含有用于润滑效果的氟化物涂层，然而随着深度剖析，寿命长的刀片在边缘刀锋处的氟化物涂层更厚，并且在这些区域有非常薄的一层加强白金涂层。这些结论对于产品生产工艺和生产过程的设计非常重要。
考古样品的处理对于文物保存十分重要，许多出土的古物由于保存措施不利在出土不久就失去了应有的文物价值，Mini SIMS通过对一些古代银制品表面的研究，比较出土文物、长时间裸露的文物、经过不同保护措施处理的文物表面及表面以下一定深度各种元素的含量，得出各种保护措施实际为文物提供的保护效果，为英国博物馆文物保护提供了宝贵的参考意见。
综上所述，Mini SIMS是一台极其稳定、经济实用、维护简单、能够迅速完成分析任务并对图谱进行解释的多功能全自动操作二次离子质谱分析仪器。它为科学研究人员和质量控制人员提供了可靠的表面、界面及表面下一定范围内的元素分析数据，已经为表面涂层、腐蚀与防腐蚀、离子注入表面改性、表面处理、电子器件、生物医学材料、半导体、包装材料、腐蚀磨损研究、润滑剂、催化剂、黏结剂、材料表面改性、考古、文物保护、食品保存、核燃料等多个领域所应用。
博茜保妇： 二次量子化又叫正则量子化,是对量子力学的一种新的数学表述.普通的量子力学方法只能处理粒子数守恒的系统.但在相对论量子力学中,粒子可以产生和湮灭,普通量子力学的数学表述方法不再适用.二次量子化通过引入产生算符和湮灭算...
蓬江区14735663410： 用一段简单的语言,介绍下二次量子化的思想 - ？
博茜保妇： 使用产生湮灭算符在对称的H空间处理全同粒子.从思想看,递推差不多.
蓬江区14735663410： 电子能量一定是量子化的吗? - ？
博茜保妇：[答案] 非相对论量子力学:束缚态情况下,电子只有一些固定的本征态,对应的能量谱分立.自由电子情况下,没有固定的本征态,或者说任何情况都是本征态,对应的能量谱连续. 相对论性量子力学(量子场论):即使是能谱连续的自由电子,也经过了量...
蓬江区14735663410： 电磁波的本质是什么?量子在电磁波中起着什么作用? - ？
博茜保妇： 习惯跳得HIGHT 回答的不错,我没回答的必要了再补充一点点,量子不是某种特指,而是在量子力学体系里 可以量子化的一切物理参量的特质.量子在电磁波中不起什么作用,这种问法是有问题的,量子场论和电磁理论讨论电磁波时采取的角...
蓬江区14735663410： 我才初三,谁能帮我通俗的解释一下什么是量子化 - ？
博茜保妇： 你现在物理应该讲到原子了吧 在物理学研究中有比原子还小的力量单位 就是量子 量子化也就是一种物质的表达方式
蓬江区14735663410： 关于光子的量子化到底是什么意思? - ？
博茜保妇： 物理学家(普朗克)发现,能量的传递不是连续的,而是以一个一个的能量单位传递的.这种最小能量单位被称作能量子(简称量子) 爱因斯坦根据光电效应推断,光能也不是连续的.对光的量子化就是认为光是以一个一个微小单位的形式存在...
蓬江区14735663410： 量子,是什么概念,谁能通俗的讲一下! - ？
博茜保妇： 量子定义;一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子.在物理学中,指一个不可分割的基本个体.其基本概念为所有的有形性质是可量子化的,通俗地说量子是能表现出某物质或物理量...
蓬江区14735663410： 物理中弦理论是什么? - ？
博茜保妇： 弦理论弦理论是一门理论物理学上的学说.理论里的物理模型认为组成所有物质的最基本单位是一小段“能量弦线”,大至星际银河,小至电子, 质子,夸克一类的基本粒子都是由这占有二度空间的“能...
蓬江区14735663410： 如何自学量子场论 - ？
博茜保妇： 一般当我们提到量子场论,我们是指相对论量子场论.我第一次上量子场论课是一个核物理方面的教授,主要用的教材是 Greiner的相对论量子力学+场量子化+量子电动力学 Peskin的量子场论导论 Greiner的书写得十分详细,我觉得这是一个优...
蓬江区14735663410： 量子化的定义是什么?量子化的理论一定会出现普朗克常量h吗? - ？
博茜保妇： 根据玻尔理论 氢原子轨道上的电子只能存在于某些不连续特定的轨道上 轨道应满足J=nh,J为角动量,h为普朗克常量,n为量子级数 所以核外电子能级也是不连续的 导致核外电子一次只能吸收或放出特定大小的能量 对于氢原子核 质子的能级也是不连续的 质子一次也只能吸收放出特定波长的高能光子
