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(duì)于這個(gè)新興領(lǐng)域,量子熱機(jī)是量子熱力學(xué)中主要的研究?jī)?nèi)容之一。量子熱機(jī)主要以量子系統(tǒng)作為工作物質(zhì),而量子系統(tǒng)通過(guò)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(duì)提高量子熱機(jī)特性具有重要作用。本文運(yùn)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(jī)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(jià)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(jiǎn)單介紹量子熱力學(xué)研究的歷史沿革,然后介紹量子熱機(jī)的國(guó)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(lái)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(guò)程、量子等容過(guò)程、量子絕熱過(guò)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(jī)循環(huán)的基本理論,并與經(jīng)典奧托循環(huán)理論進(jìn)行對(duì)比,并證明了量子奧托熱機(jī)與經(jīng)典奧拓?zé)釞C(jī)的等價(jià)性。第三章簡(jiǎn)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(lái)源】：湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：95 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

作為量子熱機(jī)工作物質(zhì)為多能級(jí)量子系統(tǒng)的示意圖

基于二能級(jí)量子系統(tǒng)的量子奧托熱機(jī)的示意圖

系統(tǒng)經(jīng)歷另一個(gè)量子絕熱過(guò)程，系統(tǒng)通過(guò)壓縮勢(shì)阱對(duì)外做功，從而完成熱機(jī)循環(huán)。一，量子奧托熱機(jī)的性質(zhì)如圖2.3所示，以一個(gè)工作物質(zhì)為二能級(jí)系統(tǒng)所構(gòu)成的量子熱機(jī)為例來(lái)闡述量子奧托熱機(jī)的性質(zhì)和量子奧托熱機(jī)的四個(gè)循環(huán)過(guò)程：1，量子等容熱化過(guò)程圖中 段，帶有每一個(gè)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(kù)接觸一段時(shí)間。當(dāng)工作物質(zhì)與熱庫(kù)達(dá)到熱平衡時(shí)，每一個(gè)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(méi)有發(fā)生改變。此時(shí)，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(duì)量子熱機(jī)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(dòng)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(jí)量子熱機(jī)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(hào)：3240023