Bariera de potential

Bariera de potential

Particula se misca in sensul pozitiv al axei si energia ei potentiala are expresia:

Consideram cazul in care energia ei este mai mica decat inaltimea a barierei de potential In regiunea si ecuatia Schrodinger atemporala se scrie:

Solutia ei este:, conducand la undele plane:

.

Deoarece unda plana regresiva nu are sens fizic, o vom elimina . In regiunea ecuatia Schrodinger atemporala are forma:

avand solutia: . Reunind toate expresiile putem scrie functia de unda astfel:

Punand conditia de continuitate a functie de unda si a deviatiei sale in si si rezultand sistemul de ecuatii astfel obtinut, vom putea calcula : coeficientii de reflexie si respectiv transmisie ai barierei de potential:

inseamna ca particula cuantica poate penetra o bariera de potential chiar daca , ceea ce o particula clasica nu poate. E ca si cum, pentru un interval scurt de timp , particula ''imprumut'' de la ''spatiu gol'' sau ''vidul cuantic'' energia necesara depasirii barierei. Este ceea ce numim « efectul tunel » sau « « tunelarea barierei ».

Un bun exemplu de efect tunel este oferit de dezintegrarea a nucleelor radioactive. Se imagineaza particula inchisa in modul radioactiv de bariera de potential electrostatic creata de celelalte particule (protonii) din nucleu :

raza nucleului.

Cunoscand dimensiunile nucleului si energia particulelor emise de nucleul radioactiv putem calcula probabilitatea de dezintegrare si deci timpul de injumatatire. Predictiile, bazate pe calcule ale lui asemanatoare cu cele prezentate pana acum, au o concordanta buna cu datele experimentale.