FormatieHogescholen en universiteiten

De tunnel effect: op de rand van de werelden

Het tunneleffect - een verrassend verschijnsel, is het onmogelijk vanuit het standpunt van klassieke fysica. Maar in een mysterieuze en mysterieuze quantum wereld, zijn er verschillende andere wetten van interactie van materie en energie. Het tunneleffect is de werkwijze overwinnen van de elementaire deeltjes van een potentiaalbarrière onder de voorwaarde dat het lager is dan de hoogte van obstakels. Dit fenomeen heeft slechts een quantum de natuur, en volledig in strijd met de wetten en principes van de klassieke mechanica. Meer verrassende wereld waarin we leven.

Begrijpen wat is de quantum tunneling effect is het beste op het voorbeeld van een golfbal, die met enige kracht in het gat. Tegelijkertijd, de totale energie van de bal is het potentieel zwaartekracht tegen te gaan. Aannemende dat de kinetische energie inferieur aan de zwaartekracht, het gespecificeerde object niet in staat hun eigen bron verlaten. Maar het is in overeenstemming met de wetten van de klassieke natuurkunde. Aan de rand van de put te overwinnen en verder op zijn weg, hij zal additionele impulsmoment nodig. Dus profeteerde de grote Newton.

In de quantum wereld, is de situatie enigszins anders. Stel nu dat een quantum deeltje in een gat. In dit geval zullen we moeten gaan is niet een echte fysieke depressie in de grond, en dat de natuurkunde wordt conventioneel genoemd "potentieel goed". Op deze omvang, zijn analoog zijn met de fysieke kant - de energiebarrière. Hier is de situatie aan het veranderen is het meest dramatisch. Om de zogenaamde quantum overgang te plaatsen en het deeltje was buiten de barrière, moet u een andere aandoening.

Indien de intensiteit van het externe veld lager is dan de potentiële energie van een deeltje, dan heeft het een kans om de barrière ongeacht de hoogte overwinnen. Zelfs als ze voldoende kinetische energie in het begrijpen van de Newtoniaanse fysica. Dit is hetzelfde tunneleffect. Het werkt als volgt. Kwantummechanica karakteristieke beschrijving van alle deeltjes niet door een aantal fysische grootheden, en door de golffunctie bijbehorende met een waarschijnlijkheid van deeltje locatie in een bepaald punt in de ruimte in elk specifiek tijdseenheid.

Bij de botsing van deeltjes met een bepaalde barrière met de Schrodingervergelijking kan de kans op het overwinnen van dit obstakel te berekenen. Aangezien de barrière niet alleen energieabsorberende golffunctie, maar dooft ook exponentieel. Met andere woorden, in de quantum wereld, is er geen onoverkomelijk obstakel, maar alleen aanvullende voorwaarden waaronder het deeltje kan zijn buiten deze barrières. Verschillende hindernissen natuurlijk voorkomen de beweging van de deeltjes, maar geenszins massief impermeabel grenzen. Voorwaardelijk spreken, dit soort grens tussen twee werelden - de fysieke en energie.

Het tunneleffect heeft zijn tegenhanger in de kernfysica - auto-ionisatie van een atoom in een sterk elektrisch veld. Voorbeelden manifestaties tunnelen vol en solid state physics. Deze omvatten veldemissie, de migratie van de valentie elektronen, evenals effecten die optreden bij het contact tussen beide supergeleiders gescheiden door een dunne diëlektrische film. Het speelt een cruciale rol in de uitvoering van tunneling talrijke chemische processen in lage en cryogene temperaturen.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 birmiss.com. Theme powered by WordPress.