Квантовий тунельний ефект

⚛ Квантовий тунельний ефект

Пресет Хвильовий пакет Енергія (еВ) 2.0 Ширина σ (нм) 0.6 Бар'єр Висота V₀ (еВ) 3.0 Ширина d (нм) 0.5 Позиція x₀ (нм) 5

Результати

Пропускна здатність T—

Відбиття R—

Класичне T—

Крок0

|ψ|²

Re(ψ)

V(x)

Що демонструє ця симуляція

Квантовий тунельний ефект — явище, коли частинка проходить крізь потенціальний бар'єр, який вона класично не могла б подолати. Симуляція розв'язує одновимірне часове рівняння Шрьодінгера за допомогою методу дробового кроку з Фур'є-перетворенням — одного з найефективніших алгоритмів розповсюдження хвильових пакетів у квантовій механіці.

Синя крива — щільність ймовірності |ψ(x)|².
Зелена крива — дійсна частина хвильової функції Re(ψ).
Жовтий прямокутник — потенціальний бар'єр V(x).

Як користуватися

Оберіть пресет, потім натисніть Старт. Змінюйте слайдери висоти V₀ та ширини d бар'єру, а також енергії та ширини хвильового пакету. Кнопка Скинути повертає гауссів пакет знову вліво від бар'єру.

Чи знаєте ви?

Квантовий тунельний ефект лежить в основі багатьох реальних пристроїв: тунельного діода, скануючого тунельного мікроскопа (СТМ) і навіть термоядерного синтезу у зорях. Альфа-радіоактивний розпад — це також тунельний ефект: альфа-частинка «просочується» крізь ядерний потенціальний бар'єр без достатньої класичної енергії.