 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Туннельный эффект
|
Читайте также: |
Если потенциальный барьер толщиной d достаточно узкий, то согласно предыдущему рассмотрению (рис. 3.8), микрочастица проходит сквозь него. Такое просачивание получило название туннельного эффекта и схематически изображено на рис. 3.11. Для характеристики туннельного эффекта вводят параметр D, который называ-ется коэффициентом прозрачности. Он представляет собой вероятность прохождения волн де Бройля сквозь потенциальный барьер и может быть записан в виде (рис. 3.11):
|
| (3.27) |
При данной записи учли непрерывность волновой функции на границе барьера yII(d)=yIII(d). В этом случае, подставляя 
(см. уравнение 3.25), имеем
|
| (3.28) |
откуда, вводя 
, получаем
| (3.29) |
где D0 – коэффициент пропорциональности близкий к единице.
Из закона сохранения числа частиц следует, что
| R+D=1. |
| (3.30) |
Коэффициент прозрачности, согласно (3.29), сильно зависит от m, d и (U-E). Обычно туннельный эффект реализуется для микрочастиц, сталкивающихся с барьером шириной d» 1¸2 Å (расчёт проведём на практических занятиях).
Прохождение микрочастицы через потенциальный барьер представляется, на первый взгляд, парадоксальным. Этот парадокс заключается в том, что частица, которая находится внутри потенциального барьера при полной энергии E, меньшей высоты барьера U, должна иметь отрицательную кинетическую энергию.
На самом деле парадокса нет, так как туннельный эффект – явление чисто квантовомеханическое. Рассматривать полную энергию как сумму потенциальной и кинетической энергии можно только исходя из классических представлений. Классическая теория подразумевает, что можно одновременно точно определить координату и импульс частицы, в квантовой механике это противоречит принципу неопределённости.
Туннельный эффект играет большую роль в электронике: эмиссия электронов из металла под действием сильного электрического поля, прохождение тока через тонкие диэлектрические слои (иначе бы не работали никакие переключатели электрического освещения), пробой p-n перехода, туннельный диод, эффект Джозефсона и т. д. Вернёмся мы к рассмотрению туннельного эффекта и в ядерной физике.
Поиск по сайту: