Tunnel effect: nasa gilid ng mundo

Tunnel effect: nasa gilid ng mundo
Tunnel effect: nasa gilid ng mundo
Anonim

Ang tunnel effect ay isang kamangha-manghang phenomenon, ganap na imposible mula sa pananaw ng classical physics. Ngunit sa mahiwaga at mahiwagang quantum world, medyo may iba't ibang batas ng interaksyon ng bagay at enerhiya. Ang epekto ng tunnel ay isang proseso ng pagtagumpayan ng isang tiyak na potensyal na hadlang sa pamamagitan ng isang elementarya na particle, sa kondisyon na ang enerhiya nito ay mas mababa kaysa sa taas ng hadlang. Ang phenomenon na ito ay may eksklusibong quantum nature at ganap na sumasalungat sa lahat ng batas at dogma ng klasikal na mekanika. Mas nakakamangha ang mundong ginagalawan natin.

epekto ng lagusan
epekto ng lagusan

Upang maunawaan kung ano ang epekto ng quantum tunnel, pinakamahusay na gumamit ng halimbawa ng bola ng golf na inilunsad nang may kaunting puwersa sa butas. Sa anumang yunit ng oras, ang kabuuang enerhiya ng bola ay sumasalungat sa potensyal na puwersa ng grabidad. Kung ipagpalagay natin na ang kinetic energy nito ay mas mababa sa puwersa ng gravity, kung gayon ang ipinahiwatig naang bagay ay hindi makakaalis sa butas sa sarili nitong. Ngunit ito ay alinsunod sa mga batas ng klasikal na pisika. Upang mapagtagumpayan ang gilid ng fossa at magpatuloy sa kanyang paraan, tiyak na kakailanganin nito ng karagdagang kinetic impulse. Kaya nagsalita ang dakilang Newton.

Quantum tunnel effect
Quantum tunnel effect

Sa quantum world, medyo iba ang mga bagay. Ngayon, ipagpalagay natin na mayroong quantum particle sa butas. Sa kasong ito, hindi na natin pag-uusapan ang tungkol sa isang tunay na pisikal na pagpapalalim sa lupa, ngunit tungkol sa kung ano ang karaniwang tinatawag ng mga physicist na "potensyal na butas". Ang halagang ito ay mayroon ding analogue ng pisikal na board - isang hadlang sa enerhiya. Ito ay kung saan ang sitwasyon ay nagbabago nang malaki. Para maganap ang tinatawag na quantum transition at ang particle ay nasa labas ng hadlang, kailangan ng isa pang kundisyon.

Kung ang intensity ng panlabas na field ng enerhiya ay mas mababa kaysa sa potensyal na enerhiya ng particle, kung gayon mayroon itong tunay na pagkakataon na malampasan ang hadlang anuman ang taas nito. Kahit na wala itong sapat na kinetic energy sa pag-unawa sa Newtonian physics. Ito ang parehong epekto ng lagusan. Gumagana ito bilang mga sumusunod. Ang quantum mechanics ay nailalarawan sa pamamagitan ng paglalarawan ng anumang particle hindi sa tulong ng ilang pisikal na dami, ngunit sa pamamagitan ng wave function na nauugnay sa posibilidad na ang particle ay matatagpuan sa isang tiyak na punto sa espasyo sa bawat partikular na yunit ng oras.

Quantum transition
Quantum transition

Kapag ang isang particle ay bumangga sa isang tiyak na hadlang, gamit ang Schrödinger equation, maaari mong kalkulahin ang posibilidad na malampasan ang hadlang na ito. Dahil ang hadlang ay hindi lamang energeticallysumisipsip ng function ng wave, ngunit din dampens ito exponentially. Sa madaling salita, walang hindi malulutas na mga hadlang sa mundo ng quantum, ngunit tanging mga karagdagang kondisyon kung saan ang isang particle ay maaaring nasa labas ng mga hadlang na ito. Ang iba't ibang mga hadlang, siyempre, ay nakakasagabal sa paggalaw ng mga particle, ngunit sa anumang paraan ay hindi matatag na mga hangganan na hindi malalampasan. Sa relatibong pagsasalita, ito ay isang uri ng hangganan sa pagitan ng dalawang mundo - pisikal at enerhiya.

Ang tunnel effect ay may katulad sa nuclear physics - ang autoionization ng isang atom sa isang malakas na electric field. Sagana din ang solid state physics ng mga halimbawa ng pagpapakita ng tunneling. Kabilang dito ang paglabas ng field, paglipat ng mga valence electron, pati na rin ang mga epekto na lumitaw sa pakikipag-ugnay ng dalawang superconductor na pinaghihiwalay ng isang manipis na dielectric film. Ang tunneling ay gumaganap ng pambihirang papel sa pagpapatupad ng maraming proseso ng kemikal sa mababa at cryogenic na temperatura.

Inirerekumendang: