Туннельдік эффект

Туннельдік эффект, туннельдену — микробөлшектің толық энергиясы (туннелдену барысында өзгермейтін) бөгет биіктігінен төмен болған жағдайда оның потенциалдық тосқауылдан өтуі. Туннельдік эффект — классикалық механикада болуы мүмкін емес және толық қайшылық тудыратын, тек қана кванттық табиғатқа ие құбылыс.Толқындық оптикада туннельді эффекттің аналогы ретінде, геометриялық оптика тұрғысынан, толық ішкі шағылу болатын шарттарда, жарық толқындарының шағылу ортасына (жарық толқын ұзындығының шамасындағы ара қашықтығына) өтуі бола алады. Туннельдену эффектісі көптеген атомдық және молекулалық физикадағы, атомдық ядро, қатты дене физикасындағы және т.б. маңызды үрдістер негізі болып табылады.

Потенциалдық тосқауылға бағытталған электронды шоғырдың шағылуы және туннельденуі. Тосқауылдың оң жағындағы әлсіз дақ — тосқауылдан өткен электрондар. Түскен толқын мен шағылған толқын арасындағы назар аударыңыздар.

Қысқа түрдегі анықтамасы

Туннельдік эффектті анықталмағандық қатынасы бойынша түсіндіруге болады.Келесі түрдегі:

${\displaystyle \Delta x\Delta p\geqslant {\frac {\hbar }{2}}}$,

өрнегі, координаты бойынша кванттық бөлшектің шектелуі кезінде,яғни х бойынша анықталғандығы өсуі кезінде, оның р импульсі анықталғандығы төмендейді. Кездейсоқ түрде ${\displaystyle \Delta p}$ импульс анықталмағандығы бөлшекке тосқауылдан өту мүмкіндігін жүзеге асыратын энергия қосуы мүмкін. Осылайша, белгілі бір ықтималдылықпен кванттық бөлшек тосқауылдан өтіп кетуі мүмкін, ал бөлшектің орташа энергиясы өзгеріссіз қалады.

Тарихы және зерттеушілері

1928 жылы Георгий Гамов туннельдік эффект негізінде альфа-ыдырау теориясын ойлап тапты. Дәл сол жылы шығарылған Фаулер — Нордгейм заңы металлдан вакуумға автоэлектрондық эмиссияны (электронның беттік тосқауылдан туннельденуі) сипаттайды.

Тағы қараңыз

• Кванттық механика
• және Қарымта диод
• Джозефсон эффектісі
• Анықталмағандық қатынасы

Дереккөздер

• Гольданский В. И., Трахтенберг Л. И., Флёров В. Н. Туннельные явления в химической физике. М.: Наука, 1986. — 296 с.
• Блохинцев Д. И., Основы квантовой механики, 4 изд., М., 1963;
• Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М.: Квантовая механика, 1974