Бөлшектердің потенциалдық тосқауыл арқылы өтуі

Туннельдік эффект.

Бөлшектердің бірөлшемді қозғалысы үшін төртбұрыш формасындағы (биіктігі U және ені l) потенциалдық тосқауылды қарастырайық:

1, 2 және 3 аймағы үшін (сурет пен таблицаны қараңыз) Шредингер теңдеуінің шешімі болып табылатын толқындық функцияларының түрлерін куәландыратындығы туралы:

1) 1-ші аймақтағы толқындық функция 2 жазық толқындардың қосындысын береді – тосқауыл жағына қарай қозғалатын және тосқауылдан шағылысатын.

2) 2-ші аймақта E<U жағдайында

мұндағы

3) 3-ші аймақта де - Бройль толқыны тәрізді дәл сондай толқын ұзындыққа ие, бірақ амплитудасы кіші тосқауыл (B₃=0) арқылы өтетін толқын ғана бар. Сондықтан кванттық механика нәтижесінде микрообъект потенциалдық тосқауыл арқылы «өтетін» туннельдік эффект деген атауға ие болатын принципшіл жаңа ерекше құбылысқа әкеледі.

Аймақ	Шредингер теңдеуі	Ортақ шешімі	E<U кезіндегі шешімі

Туннелдік эффектті бейнелеу үшін берілетін және өтетін толқындардың модулі квадратының қатынасы тәрізді анықталатын потенциалдық тосқауылдың мөлдірлік коэффициенті D түсінігі қолданылады. Төртбұрышты потенциалдық тосқауылдың жағдайы үшін:

Туынды түріндегі потенциалдық тосқауыл үшін:

Бөлшектердің аймақ арқылы өтуі классикалық механиканың заңына сәйкес, ол ішіне кіре алмайды, оны анықталмағандық қатынаспен түсіндіруге болады. кесігіндегі импульстың анықталмағандығы - ді құрайды. Осы тарқаумен (разброс) байланысты импульстің мәнінің кинетикалық энергиясы бөлшектердің толық энергиясының потенциалдық энергиядан көп болып шығуына жеткілікті болуы мүмкін.