Tuneļa efekts: uz pasaules malas

Izglītība:

Tuneļa efekts ir pārsteidzošs fenomens,absolūti neiespējami no klasiskās fizikas viedokļa. Bet noslēpumainā un noslēpumainā kvantu pasaulē darbojas vairāki citi matemātiskās un enerģētiskās mijiedarbības likumi. Tuneļa efekts ir potenciālā barjera elementārās daļiņas pārvarēšanas process, ja tā enerģija ir mazāka par šķēršļa augstumu. Šī parādība ir tīri kvantu raksturs un pilnīgi pretrunā ar visiem klasisko mehāniku likumiem un dogmām. Jo pārsteidzošāka ir mūsu pasaule, kurā mēs dzīvojam.

Tuneļa efekts

Lai saprastu, kāda ir kvantu tuneļu ietekme,vislabāk ir izmantot golfa lodītes piemēru, kas ar dažiem spēkiem uzsākts caurumā. Jebkurā laika vienībā bumbiņas kopējā enerģija ir pretstatā potenciālajam smaguma spēkam. Ja mēs pieņemam, ka tās kinētiskā enerģija ir zemāka par gravitācijas spēku, tad šis objekts nevar patstāvīgi atstāt caurumu. Bet tas ir saskaņā ar klasiskās fizikas likumiem. Lai pārvarētu fovea malu un turpinātu ceļu, tam noteikti būs vajadzīgs papildu kinētiskais impulss. Tātad lielais Newtons teica.

Kvantu tuneļa efekts

Kvantu pasaulē situācija ir nedaudz atšķirīga. Un tagad pieņemsim, ka caurumā ir kvantu daļiņa. Šajā gadījumā tas vairs nav jautājums par reālu fizisko padziļināšanos pasaulē, bet par to, ko parasti sauc par "potenciālo labu" fiziku. Šim izmēram ir fiziskās puses analogs - enerģijas barjera. Šeit situācija mainās viskritiskākajā veidā. Lai varētu notikt tā dēvētais kvantu pāreja un daļiņa atrodas ārpus barjeras, ir nepieciešams vēl viens nosacījums.

Ja ārējā enerģētikas lauka spēksmazāk daļiņu potenciālā enerģija, tad tai ir reāla iespēja pārvarēt barjeru neatkarīgi no tā augstuma. Pat ja viņai nepietiek kinētiskās enerģijas Ņujorkas fizikas izpratnē. Tas ir viens un tas pats tuneļa efekts. Viņš strādā šādi. Kvantu mehāniku raksturo jebkura daļiņu apraksts, nevis izmantojot dažus fiziskos daudzumus, bet ar viļņu funkciju, kas saistīta ar daļiņas iespējamību katrā konkrētā laika vienībā noteiktajā vietas punktā.

Kvantu pāreja

Kad daļiņa saduras ar noteiktu barjeru arIzmantojot Schrödinger vienādojumu, var aprēķināt varbūtību pārvarēt šo šķērsli. Tā kā barjera ne tikai enerģiski absorbē viļņu funkciju, tas arī dzēš to eksponenciāli. Citiem vārdiem sakot, kvantu pasaulē nav nepārvaramu šķēršļu, un ir tikai papildu nosacījumi, saskaņā ar kuriem daļiņu var būt ārpus šiem šķēršļiem. Protams, dažādi šķēršļi traucē daļiņu kustībai, bet tie noteikti nav cietas, necaurlaidīgas robežas. Nosacīti runājot, tas ir sava veida robežas starp divām pasaules - fiziskajām un enerģiskajām.

Tuneļa efektam ir analogs kodolenerģētikāfizika - atomu automatizācija spēcīgā elektriskajā laukā. Tuneļu izpausmju daudzums un cietvielu fizika. Tie ietver lauka emisijas, migrāciju valences elektroni, kā arī sekas, kas rodas pēc kontakta starp diviem supravadītājiem atdalīti ar tievu dielektrisku filmu. Svarīgu lomu spēlē tunelēšana daudzu ķīmisko procesu realizācijā zemas un kriogēnas temperatūras apstākļos.

Komentāri (0)
Pievienot komentāru