Tunnel effekt: på gränsen till världarna

bildning

Tunnel effekt är ett fantastiskt fenomen,absolut omöjligt ur klassisk fysikens ståndpunkt. Men i den mystiska och mystiska kvantvärlden arbetar flera andra lagar av växelverkan mellan materia och energi. Tunnel-effekten är processen att övervinna en elementär partikel av en potentiell barriär, förutsatt att dess energi är mindre än hinderets höjd. Detta fenomen är av rent kvantitet och strider helt mot alla lagar och dogmer i klassisk mekanik. Ju mer överraskande världen vi lever i.

Tunnel effekt

För att förstå vad en quantum tunneling effekt är,Det är bäst att använda exemplet på en golfboll, lanserad med lite kraft i hålet. I en tidsenhet står den totala energin hos bollen i motsats till gravitationens potentiella kraft. Om vi ​​antar att dess kinetiska energi är sämre än tyngdkraften, kan det här objektet inte självständigt lämna hålet. Men detta är i överensstämmelse med den klassiska fysikens lagar. För att övervinna kanten av fovea och fortsätta sin väg, behöver den nödvändigtvis en extra kinetisk impuls. Så den stora Newton sa.

Quantum Tunnel Effect

I kvantvärlden är situationen något annorlunda. Och nu antar vi att det fanns en kvantpartikel i hålet. I det här fallet kommer det inte längre att vara fråga om en verklig fysisk fördjupning i jorden, utan av vilka fysiker som vanligtvis kallas en "potentiell väl". Denna storlek har en analog av den fysiska sidan - energibarriären. Här förändras situationen på det mest kardinala sättet. För att den så kallade kvantaövergången ska ske och partikeln ska ligga utanför barriären är ett annat tillstånd nödvändigt.

Om intensiteten i det externa energifältetmindre partikelpotential, då har den en riktig chans att övervinna barriären, oberoende av dess höjd. Även om hon inte har tillräckligt med kinetisk energi för att förstå Newtons fysik. Det här är själva tunnelens effekt. Det fungerar som följer. Det är karakteristiskt för kvantmekanik att beskriva någon partikel, inte med hjälp av några fysiska kvantiteter, men med hjälp av vågfunktionen associerad med sannolikheten för partikelns placering vid en viss punkt i rymden vid en viss tidsenhet.

Kvantumövergång

När en partikel kolliderar med en viss barriär medmed hjälp av Schrödinger ekvationen kan man beräkna sannolikheten att övervinna detta hinder. Eftersom barriären inte bara absorberar vågfunktionen energiskt, dämpar den också exponentiellt. Med andra ord, i kvantvärlden finns inga oöverstigliga hinder, men det finns bara ytterligare villkor under vilka en partikel kan hamna utanför dessa hinder. Olika hinder hindrar naturligtvis partikelrörelsen, men de är inte på något sätt otänkbara gränser. Villkorligt sett är detta en slags gränslinje mellan två världar - den fysiska och energin.

Tunnelverkan har sin motpart i kärnkraftenfysik - autonisering av en atom i ett kraftfullt elektriskt fält. Exempel på manifestationer av tunneling finns i överflöd i fast tillståndsfysik. Dessa inkluderar autoelektronutsläpp, valenselektronernas migrering och effekterna som uppstår vid kontakt av två superledare separerade av en tunn dielektrisk film. En exceptionell roll spelas genom tunneling i genomförandet av många kemiska processer under förhållanden med låga och kryogena temperaturer.

Kommentarer (0)
Lägg till en kommentar