JATOM.GIF (4643 bytes) 請問什麼是量子力學的隧道效應(Tunnel Effect)?(台北市/大誠高中/三年級/小玲


維尼哥哥

隧道效應是量子力學的特徵之一。

在古典力學中,球從左上側下滑,在無摩擦力的情形下,到達右上側同一高度後便會滑落,絕對不可能越過山峰出現在山的另一側。(右上圖)

但是根據量子力學的理論,任何運動中的物質,都有一相對應的『物質波』,也就是說,除了光以外,任何物質也都具有『波、粒二象性』。

這種物質波的特性在次原子粒子世界中特別明顯,同時,物質的存在變成了一種機率分布,依此觀念而有了電子雲模型。

因此,粒子隨著波的起伏,其能量也會產生變動,因此,球會以某種機率越過△E的能量勢壘,出現在山的另一邊,就像在一座山打通一條隧道一樣,所以叫做『隧道效應』。(右下圖)

隧道效應

科學家最早注意到的隧道效應現象是放射性α衰變,因為以古典物理學來看,α粒子並沒有足夠能量來克服原子核的約束,只有以量子力學解釋,才能得到合理答案!