本文目录导航：
什么是隧道效应
隧道效应由微观粒子波动性所确定的量子效应。
又称势垒贯穿。
考虑粒子运动遇到一个高于粒子能量的势垒，按照经典力学，粒子是不可能越过势垒的；按照量子力学可以解出除了在势垒处的反射外，还有透过势垒的波函数，这表明在势垒的另一边，粒子具有一定的概率，粒子贯穿势垒。
原理经典物理学认为，物体越过势垒，有一阈值能量；粒子能量小于此能量则不能越过，大于隧道效应此能量则可以越过。
例如骑自行车过小坡，先用力骑，如果坡很低，不蹬自行车也能靠惯性过去。
如果坡很高，不蹬自行车，车到一半就停住，然后退回去。
量子力学则认为，即使粒子能量小于阈值能量，很多粒子冲向势垒，一部分粒子反弹，还会有一些粒子能过去，好像有一个隧道，故名隧道效应（quantum tunneling）。
可见，宏观上的确定性在微观上往往就具有不确定性。
虽然在通常的情况下，隧道效应并不影响经典的宏观效应，因为隧穿几率极小，但在某些特定的条件下宏观的隧道效应也会出现
什么是量子隧道效应？
根据量子力学理论的计算和科学实验的证明，当具有电位势差的两个导体之间的距离小到一定程度时，电子将存在一定的几率穿透两导体之间的势垒从一端向另一端跃迁,这种电子跃迁的现象在量子力学中被称为隧道效应，而跃迁形成的电流叫做隧道电流.隧道电流有一种特殊的性质，既对两导体之间的距离非常敏感，如果把距离减少0.1纳米，隧道电流就会增大一个数量级。
什么是隧道效应
隧道效应是一种独特的量子现象，它源于微观粒子的波动性，与经典力学的预测截然不同。
简而言之，当粒子如轻丝遇到一个能量高于其自身能量的势垒时，根据量子力学，其行为并不受限于经典力学的反射定律，而是允许有概率通过势垒，就像波函数在势垒后依然存在。
这个现象被称为势垒贯穿，与物体需要达到特定阈值能量才能越过传统障碍的概念形成鲜明对比。
以骑自行车为例，如果坡度低，即使不蹬也能依靠惯性通过，但如果坡度过高，仅凭惯性无法越过。
在量子世界，即使粒子能量小于能越过势垒的阈值，仍有一部分粒子会穿透势垒，表现出一种隧道效应。
这表明，宏观世界的确定性在微观层面上并非绝对，不确定性是其固有特性。
尽管在大多数情况下，隧道效应对宏观现象的影响微乎其微，因为其发生的概率极低，但在某些特殊条件下，宏观级别的隧道效应也可能显现。
因此，隧道效应是量子力学中一个揭示微观世界奇异行为的重要概念，它挑战了我们对物理规律的传统理解。
评论（0）