作业帮隧穿效应的定义是什么?
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/30 14:25:12
隧穿效应的定义是什么?
越详细越好,
越详细越好,
量子隧穿效应
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.右面的物理图像可用下图表示.一个高度为U0、宽为a的势垒,势垒右边有一个电子,电子能量为
E .
隧道效应无法用经典力学的观点来解释.因电子的能量小于
区域Ⅱ中的势能值U0,若电子进入Ⅱ区,就必然出现“负动
能”,这是不可能发生的.但用量子力学的观点来看,电子
具有波动性,其运动用波函数描述,而波函数遵循薛定谔方
程,从薛定谔方程的解就可以知道电子在各个区域出现的概
率密度,从而能进一步得出电子穿过势垒的概率.该概率随
着势垒宽度的增加而指数衰减.因此,在宏观实验中,不容易
观察到该现象.
物质性质信息
名称：隧道效应;隧穿效应;势垒贯穿;tunneling effect
资料：分子式：
CAS号：
性质：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.
结构式：
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.右面的物理图像可用下图表示.一个高度为U0、宽为a的势垒,势垒右边有一个电子,电子能量为
E .
隧道效应无法用经典力学的观点来解释.因电子的能量小于
区域Ⅱ中的势能值U0,若电子进入Ⅱ区,就必然出现“负动
能”,这是不可能发生的.但用量子力学的观点来看,电子
具有波动性,其运动用波函数描述,而波函数遵循薛定谔方
程,从薛定谔方程的解就可以知道电子在各个区域出现的概
率密度,从而能进一步得出电子穿过势垒的概率.该概率随
着势垒宽度的增加而指数衰减.因此,在宏观实验中,不容易
观察到该现象.
物质性质信息
名称：隧道效应;隧穿效应;势垒贯穿;tunneling effect
资料：分子式：
CAS号：
性质：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.
结构式：