隧穿效应?
一、隧穿效应?
量子隧穿效应属于量子力学的研究领域,量子力学研究在量子尺度所发生的事件。设想一个运动中的粒子遭遇到一个位势垒,试图从位势垒的一边(区域 A)移动到另一边(区域 C),这可以被类比为一个圆球试图滚动过一座小山。量子力学与经典力学对于这问题给出不同的解答。
经典力学预测,假若粒子所具有的能量低于位势垒的位势,则这粒子绝对无法从区域 A移动到区域 C。量子力学不同地预测,这粒子可以概率性地从区域 A穿越到区域 C。
二、电子隧穿效应?
量子隧穿效应是一种量子特性,是电子等微观粒子能够穿过它们本来无法通过的“墙壁”的现象。又称隧穿效应,势垒贯穿。在两块金属(或半导体、超导体)之间夹一层厚度约为0.1nm的极薄绝缘层,构成一个称为“结”的元件。
设电子开始处在左边的金属中,可认为电子是自由的,在金属中的势能为零。由于电子不易通过绝缘层,因此绝缘层就像一个壁垒,我们将它称为势垒
三、超导隧穿效应?
1、超导隧道效应,是被一个薄势垒层(如薄绝缘层)隔开的两块超导体之间存在的超导电子对电流(简称超流)的量子力学隧道效应。
2、超导隧道电流的方向和大小与势垒两边超导体中电子对的位相差有关,并且存在一个对磁场很敏感的称为临界电流的上限值。
3、当两块超导体之间的电压为零时,隧道电流是直流;加上电压时,隧道电流作高频振荡,振荡频率与电压成正比。比例系数为电子对电量2e(电子电量的两倍)与普朗克常数h之比,约为483 598×109赫/伏。
4、在一定电流范围内,因为共振的缘故,电压很容易被一个微波场锁定在它的基频和谐频点上,从而在伏–安特性曲线中呈现电流台阶。这已成为现代电压基准的基础。超导隧道效应又称为约瑟夫森效应。
四、原子隧穿效应?
量子力学里,量子隧穿效应(Quantum tunneling effect)指的是,像电子等微观粒子能够穿入或穿越位势垒的量子行为,尽管位势垒的高度大于粒子的总能量。在经典力学里,这是不可能发生的,但使用量子力学理论却可以给出合理解释。
五、量子隧穿效应公式?
隧道效应;隧穿效应;势垒贯穿;tunneling effect 又称隧穿效应,势垒贯穿。按照经典理论,总能量低于势垒是不能实现反应的。但依量子力学观点,无论粒子能量是否高于势垒,都不能肯定粒子是否能越过势垒,只能说出粒子越过势垒概率的大小。它取决于势垒高度、宽度及粒子本身的能量。能量高于势垒的、运动方向适宜的未必一定反应,只能说反应概率较大。而能量低于势垒的仍有一定概率实现反应,即可能有一部分粒子(代表点)穿越势垒(也称势垒穿透barrier penetration),好像从大山隧道通过一般。这就是隧道效应。例如H+H2低温下反应,其隧道效应就较突出。
根据爱因斯坦狭义相对论,任何物质在任何状况下的速度都不会超过光速-- 299,792,458米/秒。从理论上说,如果超过光速,时间将会出现倒流。 据报道,日前两位德国科学家却声称,利用量子隧穿效应(quantum tunnelling),他们找到了让光突破自己速度限制的方法。
六、隧穿效应的应用?
在量子力学里,量子隧穿效应(Quantum tunneling effect)指的是,像电子等微观粒子能够穿入或穿越位势垒的量子行为,尽管位势垒的高度大于粒子的总能量。在经典力学里,这是不可能发生的,但使用量子力学理论却可以给出合理解释。
扫描隧道显微镜是一种利用量子隧穿效应来探测物质表面结构的仪器。格尔德·宾宁及海因里希·罗雷尔于1981年在IBM的苏黎世实验室发明,两位发明者因此与恩斯特·鲁斯卡分享1986年诺贝尔物理学奖。
七、量子隧穿效应解释?
量子穿隧效应或量子隧道效应(Quantum tunnelling effect)为一种量子特性,是如电子等微观粒子能够穿过它们本来无法通过的“墙壁”的现象。这是因为根据量子力学,微观粒子具有波的性质,而有不为零的机率穿过势障壁。
隧道效应的例子
α衰变就是因为α粒子摆脱了本来不可能摆脱的强力的束缚而“逃出”原子核。 扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope)是量子穿隧效应的主要应用之一。扫描隧道显微镜可以克服普通光学显微镜像差(aberration)的限制,通过穿遂电子扫描物体表面,从而辨别大大小于光波长的物体。
宏观物体的隧道效应
理论上,宏观物体也能发生隧道效应。人也有可能穿过墙壁,但要求组成这个人的所有微观粒子都同时穿过墙壁,其实际上几乎是零,以至于人类历史以来还没有成功的纪录。
八、隧穿效应的发生条件?
一般来说,有量子、有势垒就可以。
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。
九、粒子的隧穿效应特点?
粒子能量 E小于势垒高度时仍能览穿势垒的现象叫隧道效应,金属电子冷发射和会他得现象都先由隧道效应产生的。它完全是由于微观粒了具有波动性而来的。
假象在金属与金属之间有一堵墙,当一电子以速度 V接近墙时,它的动能是能转化为势能U1,墙的势能为U,如果U1<U,则电子穿不过墙。
十、什么是量子隧穿效应?
量子穿隧效应或量子隧道效应(Quantum tunnelling effect)为一种量子特性,是如电子等微观粒子能够穿过它们本来无法通过的“墙壁”的现象。这是因为根据量子力学,微观粒子具有波的性质,而有不为零的机率穿过势障壁。
隧道效应的例子
α衰变就是因为α粒子摆脱了本来不可能摆脱的强力的束缚而“逃出”原子核。 扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope)是量子穿隧效应的主要应用之一。扫描隧道显微镜可以克服普通光学显微镜像差(aberration)的限制,通过穿遂电子扫描物体表面,从而辨别大大小于光波长的物体。
宏观物体的隧道效应
理论上,宏观物体也能发生隧道效应。人也有可能穿过墙壁,但要求组成这个人的所有微观粒子都同时穿过墙壁,其实际上几乎是零,以至于人类历史以来还没有成功的纪录。