Тунелен преход: Разлика между версии

Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
Ицаци (беседа | приноси)
Редакция без резюме
Ред 1:
{{Обработка|разширяване на информацията, оформление, препратки}}
'''Квантовото тунелиране''' е квантово-механичниямеханичният ефект на промянапреминаване през класически- забранено енергийно състояние (енергетичен бариер). Този ефект може да също така бъде обобщен към други типове на класически- забранени промени.
 
Класическите механични системи имат винаги реална и неотрицателна [[кинетична енергия]], поради което достъпни за тях са само тези области на фазовото пространство, където потенциалната им енергия е по-малка като алгебрична стойност от [[Пълна механична енергия|пълната им механична енергия]]. С други думи, класическите обекти не могат да проникват отвъд [[потенциални бариери]], представляващи области от фазовото пространство, където потенциалната енергия превишава пълната механична енергия на обекта.
Представете си,че търкаляте топка по един хълм.Ако на топката не е предадена достатъчно бързина,тя няма да премине от другата страна на хълма.Този сценарий има смисъл от гледна точка на класическата механика,но е неуместно ограничение в квантовата механика,просто защото предметите в квантовата механика не се държат като класически обекти като топката.По квантовите мащаби обектите проявяват вълноподобно поведение.За квантова частица движеща се срещу потенциален хълм,функцията на вълните описващи частицата могат да се простират до другата страна на хълма.Тази вълна представя възможността от намирането на частицата на определено местоположение,означавайки че частицата има възможността да бъде засечена от другата страна на хълма.Това поведение се нарича тунелиране;това е все едно частицата е "копала" през потенциалния хълм.
 
Пример на подобна класическа система е класически електрон, който преминава през област със задържащ електричен потенциал <math>V</math>. В зависимост от кинетичната енергия <math>E_k</math> на електрона преди навлизането му в задържащата област, вероятността той да премине през нея заема само две крайни стойности:
Тъй като това е квантов и не-класически ефект,той може да бъде класифициран като наноскопичен феномен-където вълновата природа на частиците е по-изразена.
 
:<math>p(E_k < V) = 0</math>
:<math>p(E_k > V) = 1</math>
 
Електронът обаче притежава и вълнови свойства, тъй като е квантов, а не класически обект. За разлика от класическите системи, квантовите могат да проникват в области, където класическата кинетична енергия би била отрицателна. При това амплитудата на [[вълнова функция|вълновата функция]] намалява експоненциално с дълбочината на проникване, но при бариер с достатъчно малка мощност (най-грубо - произведение от височината и дължината му), амплитудата на вълновата функция на преминалата вълна би била съществено различна от нула, т.е. след зоната с удържащ потенциал ще се регистрират преминали електрони, за които <math>E_k < V</math> (случай, при който класическата вероятност за преминаване е нулева).
 
Процесът е подобен на преминаване през тунел, поради което и се нарича '''тунелиране'''. Няма аналог в класическата механика.
 
== Вижте също ==