Техника

Никак не могу понять, что такое тоннельный эффект. Объясните, пожалуйста, доходчиво...Спасибо!

это явление имеет только квантовый характер.
допустим у нас есть частица с определенной энергией. и в классической механике она не может преодолеть потенциальный барьер

На приведённом изображении участок BNC является потенциальным барьером для частицы с энергией E1. Потенциальным барьером для частицы с энергией E2 служит участок от нуля до точки D, так как частица не в состоянии подойти к началу координат ближе, чем координата точки D.

так вот.. . а в квантовой и только в квантовой механике существует определенная вероятность того что энергия частички в определенны момент времени может превысить потенциальный барьер.

этот эффект заложен в принципе работы туннельного диода =)
Катя Кандаурова
Катя Кандаурова
1 591
Лучший ответ
Это свойство квантового объекта (то есть такого, для поведения которого существенным именно квантовые эффекты, а классической физики не хватает) проникать туда, кду классический объект попасть не может, - за потенциальный барьер.
Вот, скажем, есть ступенька, для преодоления которой нужно затрать энергию Е. Скажем, горка. Если кинетическая энергия мячика, который катится в горку, больше Е, то он через неё перекатится. Если меньше - нет. Скатится обратно.
Но мячик - классический объект. Его поведение детерминированное. Законы, которым подчиняются квантовые объекты, носят вероятностный характер. То есть если у нас есть барьер (горка) с энергией Е, а энергия частицы МЕНЬШЕ этого барьера, то ВЕРОЯТНОСТЬ того, что частица окажется за барьером (не поверх, а ЗА - это важно) , не равна нулю. То есть "на пальцах" это выглядит так, что частица способна проникать СКВОЗЬ барьер, как будто в нём появляется туннель.
Это реально наблюдаемый эффект, на котором действуют некоторые приборы. Например, туннельный диод или переход Джозефсона. Даже обычная скрутка алюминиевых проводов проводит ток, несмотря на наличие прочной оксидной плёнки, именно благодаря туннельному эффекту.
Более того, ваш покорный слуга при рутинной работе (надо понять, почему прибор работает неправильно.. . то есть почти совсем не работает.. . когда, гад, должОн! ) столкнулся с проблемой, которая, вполне может статься, тоже связана с туннельным эффектом. Щас вот будут разбираться...
Летит частица с определённой энергией. Летит себе, летит, никого не трогает - примус починяет. Вдруг натыкается на потенциальный барьер, да такой, что выше энергии частицы.

Классический аналог: по плоскости катится шарик массы m со скоростью V, а перед ним горка высотой Н, да такая, что mgH > (mv^2)/2, т. е. энергии шарика не хватает, чтобы переехать горку.
В классической механике, шарик откатится назад, а в квантовой - может откатиться, а может вдруг оказаться на той стороне этой горки, да причём с той же энергией, какая у него была в начале.

Вот это явление и называется тоннельным эффектом.
G(
Gulzhigit (Ali)
75 670
Тоннельный Эффект - ТОННЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ, эффект перехода электронами потенциального барьера, который, согласно законам классической физики, пересечь невозможно. Однако в рамках КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ можно показать, что имеется возможность, при которой электроны пересекут барьер. Эффект используется в туннельных диодах

Похожие вопросы