什么是隧道效应举例说明(隧道效应是什么)
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1、隧道效应由微观粒子波动性所确定的量子效应。
2、又称势垒贯穿。
3、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。
4、在两层金属导体之间夹一薄绝缘层,就构成一个电子的隧道结。
5、实验发现电子可以通过隧道结,即电子可以穿过绝缘层,这便是隧道效应。
6、使电子从金属中逸出需要逸出功,这说明金属中电子势能比空气或绝缘层中低.于是电子隧道结对电子的作用可用一个势垒来表示,为了简化运算,把势垒简化成一个一维方势垒。
7、 所谓隧道效应,是指在两片金属间夹有极薄的绝缘层(厚度大约为1nm(10-6mm),如氧化薄膜),当两端施加势能形成势垒V时,导体中有动能E的部分微粒子在E<V的条件下,可以从绝缘层一侧通过势垒V而达到另一侧的物理现象。
8、 产生隧道效应的原因是电子的波动性。
9、按照量子力学原理,在低速情况下,具有能量(动能)E的电子的波长 h 隧道效应λ=----------------- √2mE (其中,h--普朗克常数;m--电子质量;E--电子的动能),在势垒V前:若E>V,它进入势垒V区时,将波长改变为 h λ’=---------------------- √2m(E-V) 若E<V时,虽不能形成有一定波长的波动,但电子仍能进入V区的一定深度。
10、当该势垒区很窄时,即使是动能E小于势垒V,也会有一部分电子穿透V区而自身动能E不变。
11、换言之,在E<V时,电子入射势垒就一定有反射电子波存在,但也有透射波存在。
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