Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Прохождение частицы через одномерный потенциальный барьер.Содержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Рассмотрим движение частицы в поле сил, которое может быть представлено в виде прямоугольного одномерного потенциального барьера конечной ширины l и высоты Uo (рис. 69). Подобный барьер описывается потенциальной энергией вида (121) Предположим, что частица движется в положительном направлении оси х. Энергия частицы может быть как больше (Е> Uo), так и меньше (Е< Uo)высоты потенциального барьера. Случай 1: Е> Uo (рис. 70). По классической теории, частица преодолеет потенциальный барьер и попадет в область 3, где продолжает двигаться с той же энергией, а значит, и с той же скоростью, что и в области 1 (скорость частицы в области 2, естественно, меньше, так как здесь кинетическая энергия частицы T2 = E - U0).
Рассмотрим поведение квантовой частицы. В случае E > U0 уравнение Шредингера для стационарных состояний примет вид: для областей 1, 3 , (121) для области 2 . (122) Обозначив (123) , (124) где λ1,3 и λ2 – соответственно длины волн де Бройля в областях 1, 3 и 2, получим уравнения , (125) . (126) Общие решения дифференциальных уравнений (125) и (126) для трех областей: , (127) , (128) . (129) Как уже указывалось ранее, члены вида соответствуют плоским волнам, распространяющимся в положительном и отрицательном направлениях оси х (о волне как таковой можно говорить после умножения координатной части волновой функции на временной множитель ). Тогда . (130) (131) В случае Е < Uo уравнение Шредингера для стационарных состояний примет вид: для областей 1, 3 (для областей 1 и 3 ), (132) для области 2 , где . (133) Общие решения дифференциальных уравнений (132) и (133) для трех областей: , (134) , (135) . (136) В частности, для области 1 полная волновая функция имеет вид Тогда . (137) Внутри барьера решение (135) уже не соответствует плоским волнам, распространяющимся в обе стороны, поскольку показатели экспонент не мнимые, а действительные. Однако теперь нельзя отбрасывать экспоненциально возрастающее решение, так как область, где U0 > E, имеет конечные размеры. Условия непрерывности волновой функции и ее первой производной в точках х = 0 и х = l [см. условия (131)] с учетом выражений (134), (135) и (137) приведут к уравнениям , , , (138) . (139) Решая уравнения (138) и (139) относительно А2 и В2,получаем , . Таким образом, квантовая механика приводит к принципиально новому специфическому квантовому явлению, получившему название туннельного эффекта, в результате которого микрообъект может «пройти» сквозь потенциальный барьер. Для описания туннельного эффекта используется коэффициент прозрачности D потенциального барьера, равный отношению плотности потока прошедших частиц n3 к плотности потока падающих n1. Учитывая что, (формулы приводятся без вывода) , находим . (140) Тогда, согласно (140) получим, что . Учитывая, что , запишем выражение для коэффициента прозрачности: , (141) где Do – постоянный множитель, который, как показывают точные расчеты, не очень отличается от единицы. Из формулы (141) следует, что коэффициент прозрачности (вероятность проникновения сквозь потенциальный барьер) быстро убывает с увеличением ширины барьера, а также с ростом его высоты. Теперь становится понятным рассматриваемое выше условие , а именно оно определяет потенциальный барьер малой проницаемости.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-12; просмотров: 505; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.61.142 (0.007 с.) |