Тунелен преход
From Wikipedia, the free encyclopedia
Тунелен преход или Тунелен ефект е квантово-механичният ефект на преминаване през класически забранено енергийно състояние (енергетична бариера). Този ефект може да също така бъде обобщен към други типове на класически забранени промени.
Серия статии на тема Квантова механика |
Основни понятия
Вълнова функция ⋅ Квантово състояние ⋅ Квантово заплитане ⋅ Съотношение на неопределеност на Хайзенберг ⋅ Корпускулярно-вълнов дуализъм ⋅ Принцип на Паули ⋅ Принцип на съответствието ⋅ Константа на Планк ⋅ Квант ⋅ Тунелен преход ⋅ Квантова суперпозиция
Теории
Експерименти
Статистики
Физици
Макс Планк · Луи дьо Бройл · Ервин Шрьодингер · Вернер Хайзенберг · Нилс Бор · Волфганг Паули · Макс Борн · Пол Дирак · Джон фон Нойман · Алберт Айнщайн · Дейвид Бом · Ричард Файнман · Хю Еверет · Юджин Уигнър
|
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 пълната им механична енергия. С други думи, класическите обекти не могат да проникват отвъд потенциални бариери – области от фазовото пространство, където потенциалната енергия превишава пълната механична енергия на обекта.
Пример на подобна класическа система е класически електрон, който преминава през област със задържащ електричен потенциал . В зависимост от кинетичната енергия на електрона преди навлизането му в задържащата област, вероятността той да премине през нея заема само две крайни стойности:
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 вълновата функция намалява експоненциално с дълбочината на проникване, но при бариера 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 (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.