Zarrachalarning eni cheklangan potensial to`siqdan o`tishi. Tunnel effekti



Download 38,52 Kb.
Sana31.12.2021
Hajmi38,52 Kb.
#216576
Bog'liq
Tunnel effekti


Zarrachalarning eni cheklangan potensial to`siqdan o`tishi. Tunnel effekti

Energiyasi E bo`lgan x o`qi yo`nalishida harakatlanayotgan zarrachaning yo`lida to`g`ri burchakli, kengligi  va balandligi U bo`lgan potensial to`siq turgan bo`lsin (1-rasm). Bunday potensial to`siq uchun quyidagi shart o`rinli bo`ladi,




Zarrachaning energiyasi E < U bo`lganda у to`siqning orqa tomoniga o`ta olish yoki o`ta olmasligini aniqlash talab qilinsin. Klassik mexanikada bunday masala sifatida v tezlik bilan gorizontal silliq joyda harakatlanayotgan jism balandligi h bo`lgan tepalikka duch kelsa, uni bu tepalikdan o`ta olish yoki o`taolmasligini aniqlash masalasini olish mumkin. Klassik mexanikada bunday masalaga osonlikcha javob topsa bo`ladi. Agar jismning kinetik energiyasi mv2/2>mgh bo`lsa, u to`siqdan o`tadi, agar mv2/2


1-rasmdan ko`rinadiki, to`lqin funksiya to`siqning ichki qismida ham nolga teng emas. To`siqning kengligi uncha katta bo`lmaganda to`siqdan keyingi 3 sohada ham u o`shanday impuls va chastotadagi de-Broyl to`lqinidan iborat bo`ladi, faqat amplitudasi kichiklashadi. Demak, zarrachaning energiyasi E< U bo`lsa ham, uni to`siqdan o`tish ehtimolligi noldan katta ekan. Shunday qilib, kvant mexanikasi butunlay yangi, o`ziga xos hodisaga duch keldi. Kvant mexanikasida zarrachalarni potensial to`siq orqali o`tishiga tunnel effekti deyiladi.

Tunnel effektini tasvirlash uchun potensial to`siqning shaffoflik koeffitsenti tushunchasi kiritilgan. Shaffoflik koeffitsentini topish uchun xuddi optikadagidek to`siqdan o`tayotgan de-Boryl to`lqini intensivligini, to`siqqa tushayotgan de-Broyl to`lqini intensivligiga bo`lish kerak:

D= (8.1)

Bu koeffitsiyentni de-Broyl to`lqinini to`siqdan o`tish ehtimoli sifatida qabul qilish mumkin. Hisoblashlar to`g`ri burchakli potensial to`siqning shaffoflik koeffitsiyenti



(8.2)

formula bilan aniqlanishini ko`rsatadi.

(8.2) formuladagi Do o`zgarmas koeffitsentning qiymati 1 ga yaqin. (8.2) formuladan ko`rinadiki, D zarrachaning massasi m ga, to`siqning kengligi ga va energiya farqi (U-E) ga kuchli bog`lik. To`siq qancha keng bo`lsa, zarrachani undan o`tish ehtimolligi shuncha kichik bo`ladi. quyidagi 1-jadvalda energiya farqi U-E= 5 eV bo`lganda D ning  ga bog`liq holda o`zgarishi ko`rsatilgan.

 ( )

1

1,3

1,5

1,8

2,0

5,0

10,0

D

0,1

0,04

0,03

0,016

0,008

5,5∙10-7

1,4∙10-12

Jadvaldan ko`rinib turibdiki, to`siqning kengligi 1 dan 10 gacha ortganda D bir necha marta kamaymoqda. Dning jadvaldagi oxirgi qiymatlari zarrachani to`siqdan umuman o`tmasligini bildiradi. Ixtiyoriy shakldagi potensial to`siqning (1-rasm) shaffoflik koeffitsiyenti integrallash bilan topiladi:

D=D0

bu yerda U=U(x)



Zarrachaning energiyasi Ek+U(x) bo`lsa, U(x)>E bo`lganda Ek<0 bo`ladi. Kvant mexanikasi nuqtai nazaridan qaraganda bunda hech qanday qarama-qarshilik yo`q. Agar zarracha to`siq tomon harakat qilayotgan bo`lsa, u ma`lum bir energiyaga ega. Agar zarrachani to`siq bilan o`zaro ta`siri t vaqt oralig`ida sodir bo`lsa, noaniqliklar munosabatiga ko`ra uning energiyasi Еh/t noaniqlikka ega bo`ladi (1-rasm). Agar energiyaning bu noaniqligi E to`siqning balandligi bilan to`liq energiya farqidan katta bo`lsa (Ek >U-E ), zarracha to`siqdan o`tib ketadi. Bu hodisa fizikada tunnel effekt deb ataladi. Zarrachalarni potensial to`siq orqali o`tishi ko`p tajribalarda tasdiqlandi. Masalan, metallarda elektronlarning sovuq emissiya hodisasi kuzatiladi. Elektron metaldan vakuumga chiqishi uchun, ya`ni vakuum bilan metall chegarasidagi potensial sakrashni engishi uchun, unga juda katta elektr maydoni ta`sir etish kerak. Lekin tunnel effekti tufayli yuz barovar kichik elektr maydoni ta`sirida ham metallarda elektronlar emissiyasi sodir bo`laveradi. Qattiq jismlar fizikasida metall bilan yarim o`tkazgich, yarim o`tkazgich bilan yarim o`tkazgich chegarasidan elektr tokini o`tish qonuniyati ham ko`p hollarda shu tunnel effekti bilan tushintiriladi.

Atom yoki molekulalarni klassik fizikada ko`rsatilganidan kichik elektr maydonlari ta`sirida ham ionlashishi tunnel effekti bilan izohlanadi. Bu hodisa fizikada nurlanish hodisasi deb yuritiladi. Radioaktivlikdagi - sochilish ham shu effekt tufayli yuz beradi.

Download 38,52 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish