Тунелювання

Відео: Quantum Tunneling

туннелирование - фізичне явище, що полягає в тому, що фізичний об`єкт долає потенційний бар`єр, велична якого більше його кінетичної енергії. Найвідомішим прикладом явища є альфа-розпад. Це явище існує завдяки хвильову природу квантових процесів, але проявляється не тільки в квантових системах. Приклади тунелювання можна спостереження і в оптиці де процеси також описуються хвильовими рівняннями.
Термоядерний синтез можливий лише тоді, коли ядра атомів дейтерію долають кулонівський бар`єр завдяки тунелювання крізь нього.
Важливими додатками явища тунелювання є резонансний тунельний квантовий діод і тунельний мікроскоп, туннелирование використовується для розрядки елементів флеш пам`яті. Туннелирование світла використовується в методі неповного внутрішнього відображення і приладах, робота яких заснована на ньому.
У квантовій механіці частинки описуються хвильовими функціями, які квадрат модуля яких задає щільність ймовірності знаходження приватники в певній точці простору. Хвильові функції є безперервними функціями координат, а тому в області де кінетична енергія частинки менше потенційної (цю область називають класично недоступною областю) спадають до нуля поступово. Завжди існує певна ймовірність того, що частка буде зареєстрована під потенційним бар`єром. Якщо потенційний бар`єр має кінцеву ширину, то існує відмінна від нуля ймовірність проходження частинки через бар`єр.
У Квазікласичне наближення квантової механіки хвильову функцію для одновимірної задачі можна записати у вигляді



,



де [thumb = left] https://mir-prekrasen.net/uploads/posts/2011-02/1298219648_29dfd055ef1683b053f1b5bf9ed6dbbb4.jpg [/ img] - Зведена постійна Планка, [img = left] https://mir-prekrasen.net /uploads/posts/2011-02/1298219608_319a3aaf7e068d4bef01bfee9bcb56a51.jpg[/thumb], E - енергія частинки, m - її маса, V (x) - потенційна енергія частки, коефіціетни A, B визначаються значенням хвильової функції в певній точці x 0.
В області, де E E.
Таким чином, ймовірність витоку (туннелирование) квантово-механічної частинки через бар`єр експоненціально залежить від товщини бар`єру. Для того, щоб спостерігати тунелювання бар`єр повинен бути дуже тонким - атомарних розмірів.
Імовірність тунелювання залежить від величини бар`єру, його форми, а також від маси частинки. Якщо електрони можуть туннелировать через бар`єри товщиною кілька десятих нанометра, то більш важкі частинки, наприклад, альфа-частинки, тільки через бар`єри з розмірами порядку розмірів ядра. Електрони провідності в напівпровідниках характеризуються ефективними масами, які можуть бути сполох менше масу вільних електронів, що дозволяє створювати тунельні діоди з шириною бар`єру в кілька десятків нанометрів.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!