量子穿隧:粒子如何穿牆而過
量子穿隧效應是什麼?為什麼會這樣?這篇用一支動畫短片,帶你快速看懂量子穿隧效應的原理與重點。
量子穿隧效應的完整解析
在古典物理裡
在古典物理裡,能量不足的粒子遇到位能障礙一定會被反彈回來。但在量子世界,粒子是一團波,情況完全不同。
量子力學中
量子力學中,波函數在障礙內不會瞬間歸零,而是指數衰減。只要障礙夠薄,另一側仍保有一小段波,代表粒子有機會出現在牆的另一邊。
穿隧機率隨障礙厚度指數下降:T 約等於 e 的負
穿隧機率隨障礙厚度指數下降:T 約等於 e 的負 2κL 次方。障礙越厚,穿隧越難。這效應是掃描穿隧顯微鏡與核融合的關鍵。
重點整理
- 在古典物理裡,能量不足的粒子遇到位能障礙一定會被反彈回來。
- 量子力學中,波函數在障礙內不會瞬間歸零,而是指數衰減。
- 穿隧機率隨障礙厚度指數下降:T 約等於 e 的負 2κL 次方。
