¿Cómo se relacionan la electrónica y la mecánica cuántica?

La mecánica cuántica establece las bases sobre las cuales se construye toda la electrónica.

Probablemente muchos de los que estudian electrónica nunca se dan cuenta de este hecho.

Einstein siempre argumentó en contra de la mecánica cuántica, y tuvo debates y discusiones muy feroces con el Bohr de Neil, principalmente debido a su rareza, como el efecto del observador en el experimento y el principio de incertidumbre.
Einstein argumentó que Dios no juega a los dados, creía que todo en el universo está diseñado de tal manera que, si nos esforzamos mucho, siempre podemos encontrar los resultados exactos, pero eso no es lo que dice la mecánica cuántica, dicen los principios fundamentales de incertidumbre. que es imposible determinar el momento y la posición a la vez de una partícula fundamental con una precisión del 100%.
Los científicos dicen que Einstein, si está vivo hoy (durante la década de 1960 y más allá), sin duda tendrá que reconocer la mecánica cuántica debido a los cambios que la industria electrónica ha provocado en el mundo.
Cuando estudiamos electrónica, las cosas se hacen superficiales y hablan en términos de agujeros y pares de electrones, mientras que los agujeros verdaderamente son ausencia de electrones y no una entidad física como la electrónica, pero esa es la única forma simple de entender el funcionamiento de digamos un diodo y un beyon, sin profundizar con respecto a la mecánica cuántica.

Entonces, aquellos que estudian electrónica nunca se dan cuenta de que la mecánica cuántica tiene algún papel en el estudio electrónico.

Por lo tanto, es posible que desee estudiar la mecánica cuántica primero y luego ingresar a la electrónica para obtener un conocimiento profundo, pero esto no siempre es necesario.

Varias ecuaciones y conceptos matemáticos que se utilizan en electrónica se han derivado de las leyes de la mecánica cuántica. Por ejemplo, la teoría de bandas, niveles de energía discretos, túneles cuánticos, todos estos conceptos se usan ampliamente en electrónica y estos conceptos provienen de la mecánica cuántica. Pero, en general, los ingenieros electrónicos no son conscientes de la mecánica cuántica, ya que se les enseña a usar estos conceptos, no de dónde provienen.

Con respecto al aprendizaje de la mecánica cuántica, creo que un enfoque más sensato sería que primero se aprende “física de semiconductores” y luego mecánica cuántica. Aprender primero la física de los semiconductores te haría darte cuenta de la importancia de la mecánica cuántica y sus aplicaciones en electrónica.

La mecánica cuántica explica todo sobre las partículas subatómicas y su comportamiento. Y la electrónica se basa en las partículas subatómicas. Alguna vez escuchó sobre las brechas de la banda de energía. Todo ingeniero piensa que es natural e intuitivo, pero no lo es. Si le muestra este diagrama a un físico de principios de 1900, estaría desconcertado. Este diagrama fue el resultado de las ecuaciones de mecánica cuántica aplicadas a una red. Ver la derivación (es grande).

El fenómeno que más me gusta en el QM es el túnel cuántico. Alguna vez has oído hablar de electrones que pasan a través de las paredes. En el túnel cuántico, los electrones tienen una probabilidad de pasar a través de las paredes. Oído de las emisiones de frío, es por esto. Esta es una representación pictórica del túnel cuántico.

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