Тунелийн эффектийн квант механик. F6

Бид номын тухай ярьдаг янз бүрийн жанрууд, үүнийг сүнсэнд зориулж уншиж болно. Эдгээр бүтээлүүд таныг хайхрамжгүй орхихгүй нь дамжиггүй.

Энэ нийтлэл нь 18-аас дээш насны хүмүүст зориулагдсан болно

Та аль хэдийн 18 нас хүрсэн үү?

Өвлийн улиралд биш юмаа гэхэд сэтгэлийнхээ төлөө юу унших вэ гэж өөрөөсөө хэзээ асуух ёстой вэ? Хэзээ зурагт болон олон нийтийн сүлжээүүнээс залхаж, ном авах цаг болжээ. Мөн бид танд юу уншиж болохыг танд хэлэх болно.

Р.Бредбери “Данделион дарс”. Өвлийн хүйтэн үдшүүд биднийг зөөлөн зуныг санагдуулдаг. Цэвэр агаар, шувууны жиргээ, халуун гол, алтан нарны гэрэл- Энэ ажил таныг ийм уур амьсгалд оруулах болно. Гол дүр болох 12 настай хүүтэй хамт та санаа зоволтгүй зун амьдрах болно. нээлтүүдээр дүүрэн, гунигтай, баяр хөөртэй үйл явдлууд, тааламжтай сэтгэгдэл.

Т.Пратчетт “Гоёл чимэглэлгүй муур”. Ямар ч улс төр, ямар ч жүжиг, зүгээр л тэдний Эрхэмсэг муурнууд. Энэ ном нь муурны амьдрал, мөн чанарыг хялбархан өгүүлсэн жижиг нэвтэрхий толь юм. "Гоёл чимэглэлгүй муур" нь үдшийг дулаахан, тохь тухтай орчинд өнгөрөөх боломжийг танд олгоно, магадгүй та сахалтай тэжээвэр амьтдын талаар олон сонирхолтой зүйлийг сурч мэдэх болно.

А.Экзюпери “Бяцхан ханхүү”. Энэ бол төрөл зүйлээс үл хамааран насанд хүрэгчдэд зориулагдсан үлгэр юм. Гайхамшигтай Бяцхан хунтайжтай хамт та гарагуудыг тойрон аялж, танил зүйлсийг өөр өнцгөөс харж сурах болно.

Энэ роман нь дэлхийн хоёрдугаар дайны үед амьдарч байсан Лизель охины тухай өгүүлдэг. Энэ өгүүллэгийг Үхлийн өнцгөөс өгүүлсэн нь сонирхолтой бөгөөд Зусакийн номонд энэ нь эрэгтэй дүр юм.

Кен Кеси "Хөхөөний үүр дээгүүр". Бид энэ сонголтод төрөл бүрийн бүтээлүүдийг оруулахыг хичээсэн бөгөөд аль номыг уншихаа сонгох нь таны хэрэг. "Хөхөөний үүр дээгүүр" бол дүрүүд нь сэтгэцийн эмнэлэгт хэвтдэг ноцтой бүтээл юм. Эмнэлгийн коридорын чимээгүй байдал, уйтгартай процедур энд ноёрхож байгаа ч Патрик МакМерфигийн дүр төрхөөр бүх зүйл өөрчлөгддөг. Энэхүү дэггүй хулиган нь эмнэлэгт байгаа бүх зүйлийг орвонгоор нь эргүүлж, бусад хүмүүст гадаад ертөнцөд дуулгавартай бөхийлгөх боломжийг олгодоггүй.

Б.Пастернак "Доктор Живаго". Энэ номыг мөн сэтгэлд зориулж уншиж болно, гэхдээ энэ нь үнэхээр гунигтай юм. Энэ роман хэрхэн гэдгийг харуулж байна түүхэн үйл явдал(В энэ тохиолдолд Иргэний дайнба хувьсгал) хувь заяанд нөлөөлдөг жирийн хүн, хэн санамсаргүйгээр тэдний төвд өөрийгөө олдог.

Стивен Кинг "Рита Хейворт ба Шоушенкийн гэтэлгэл" Энэ бол яаж гэсэн түүх юм Гол дүрЭхнэр болон түүний амрагыг хөнөөсөн хэргээр буруугаар шийтгүүлсэн тэрээр авлига, хүчирхийлэл газар авсан Шоушенкийн шоронд оров. Энэхүү ном нь Кингийн бүтээлийн шилдэгүүдийн нэгд тооцогддог.

М.Хансен, Д.Кэнфилд, Э.Ньюмарк “Сэтгэлд зориулсан тахианы шөл. 101 шилдэг түүх". Хэрэв та "Сэтгэлд зориулсан тахианы шөл" цуврал номтой танилцаж байгаагүй бол үүнийг анхаарч үзэхийг зөвлөж байна. Энэ цувралд хэд хэдэн ном багтсан бөгөөд тус бүр нь түүхүүдийн цуглуулга юм өөр өөр хүмүүс. Гурван ерөнхийлөгчтэй уулзсан энгийн нэгэн айлын хүүгийн тухай, хорт хавдрын улмаас аз жаргалтай болсон жүжигчин бүсгүйн тухай, ээжийнхээ мөрөөдлийн төлөө дөчин мянга гаруй жигнэмэг зарсан охины тухай мэдэх болно. Энд цуглуулсан гайхалтай түүхүүд жирийн хүмүүс, түүний амьдралд гайхалтай зүйл тохиолдсон бөгөөд та тэднээс өөрийгөө салгаж чадахгүй нь гарцаагүй.

Эмэгтэйчүүд сэтгэлийнхээ төлөө ном унших дуртай байдаг нь нууц биш. Хүн төрөлхтний шударга хагасын ихэнх төлөөлөгчид хайрын тухай унших дуртай байдаг. Хайр дурлалын романуудмөн зориулагдсан тодорхой тойрогуншигчид, гэхдээ та илүү сайн уншихыг хүсч байвал болон сонирхолтой бүтээлүүд, тэгвэл та дараах номуудад анхаарлаа хандуулах хэрэгтэй.

• Майя Кучерская "Авга эгч Мотя" бол хайр, урвалт, сэтгэл хөдлөлийн тухай сонгодог роман юм;
• Харуки Муракамигийн "Норвегийн мод" нь нөхөрлөл, хайр, ухамсрын тухай роман юм;
• Чингис Айтматовын "Жамиля" бол тал хээр, уулсыг гайхалтай дүрсэлсэн хайрын тухай роман юм.
• Януш Вишневский "Интернет дэх ганцаардал" - тухай роман орчин үеийн ертөнцтүүн доторх нэг хүний ​​байр суурь.
• Жон Фоулз, Францын дэслэгчийн эзэгтэй.Энэ зохиолд олон сайхан зүйл бичигдсэн байдаг. Зохиогч нь уншигчдыг мөс чанар гэдэг зүйл рүү хөтөлдөг хувь хүний ​​сонголтхүн бүр.

Магадгүй бид амьдралаа буруу зүйлд зарцуулж байгаа юм болов уу? Эсвэл бид үнэ цэнэгүй зүйлийг үнэлдэг үү? Үхэж буй Лилианы амьдрал уншигчдад цаг хугацааны ач холбогдлыг заадаг.

Анн Франк "Хоргодох газар" Үсгээр бичсэн өдрийн тэмдэглэл". Энэ номонд Амстердамд гэр бүлийнхээ хамт нацистуудаас нуугдаж байсан бяцхан охины өдрийн тэмдэглэлийг толилуулж байна. Энэ бол арван таван настай охины тэмдэглэлд тусгагдсан 20-р зууны эмгэнэлт явдал юм.

Владимир Набоков "Лолита". TO энэ ажилжигшил, биширсэн байдлаар хандаж болно. Гурав дахь нь байхгүй. Нийгмийг донсолгож, далайн хоёр талд алдаршсан роман.

Уншигч өөрөө дотоод, гадаадын аль зохиол уншихаа сонгодог. -аас гадаадын уран зохиолта маш их сонгож болно сонирхолтой номнууд. Жэйн Остений "Бахархал ба өрөөсгөл" зохиолыг дэлхийн өнцөг булан бүрээс уншигчид биширдэг. Энэ бол энэ ангиллын бусад бүх зохиолоос дээгүүрт бичигдэх хайрын түүх юм.

Эмили Бронтегийн Ууршиж буй өндөрлөгүүд. Энэ роман таныг нэгэн бүсгүйд дурласан Англид хүргэх болно үеэл. Энэ роман одоог хүртэл нууц хэвээр байна.

Эрих Мария Ремарк "Ялалтын нум". Энэ номын текстийг ишлэл болгон хуваасан. Нацистуудад эзлэгдсэн Парист өрнөж буй хайрын түүх уншигчдыг хайхрамжгүй орхиж чадахгүй. Парис, хоёр амраг, сүйрэл бол номын гол чиглэл юм.

Виктор Гюго "Нотр Дамын сүм" Энэ ном олон зууны турш тэсвэрлэж, алдар нэрээ алдаагүй тул уг романыг уншихыг зөвлөж байна. Хайрын замд юу саад болж болох тухай түүх.

Маргарет Митчелл "Салхинд унасан" Энэ роман хэдэн арван жилийн дараа ч эрэлттэй бүтээл хэвээр байна. Хэрэв та өөртөө таалагдах эмэгтэй хүнийг хайж байгаа бол энэ роман танд зориулагдсан болно. Гол дүрСкарлетт О'Хара бол эрс тэс эсрэг тэсрэг нийгмийн үзэл бодолтой эмэгтэйчүүдээр залгамжлах эрхтэй. өргөстэй бут". Австралийн зохиолчийн гэр бүлийн үлгэр. Энэ бол Клэригийн гэр бүлийн тухай, тэдний уй гашуу, баяр баясгалан, өгсөж уруудах тухай түүх боловч романыг бүхэлд нь шингээсэн гол мэдрэмж бол үнэн бөгөөд цэвэр хайр юм.

Франсуаса Саган "Сайн уу, уйтгар гуниг". Энэ бол залуу охин Сесилийн туршлагыг харуулсан роман юм. Тэрээр сүм хийдэд хэсэг хугацаа өнгөрөөсөн бөгөөд аавдаа буцаж ирээд дүрэм журамгүй богемийн амьдралд оржээ. Хэзээ нэгэн цагт ээжийн найз нь тэдний амьдралд гарч ирэх хүртэл ухаалаг, үзэсгэлэнтэй эмэгтэйтаны ёс суртахууны үнэт зүйлстэй.

Михаил Шишкин "Зохиолч". Энэ ном бол хоёр амрагуудын захидал харилцаа юм. Баатар хятадуудын эсрэг аян дайнд оролцсон дайнаас бичдэг. Охин "иргэний" төрхөөс бичдэг. Удалгүй уншигчид амрагууд захидал бичдэг ч бие биенээ сонсдоггүй, өөр өөр цаг үед амьдардаг гэдгийг ойлгох болно ...

Оросын сонгодог зохиолуудад хайр дурлалын тухай сонирхолтой зүйл их байдаг. Тухайлбал, Лев Толстойн “Анна Каренина” киноны зураг авалтыг олон удаа хийсэн. Тоглолтууд нь түүний өрнөлөөс хамаарч тавигдсан. Хүсэл тэмүүлэл, хайрын тухай түүх хор хөнөөлтэй хүч, таныг гол дүрүүдийн туршлагаар амьдруулна.

• Орчуулга

Би хоёроос эхэлье энгийн асуултууднэлээн зөн совинтой хариултуудтай. Аяга, бөмбөг авцгаая (Зураг 1). Хэрэв надад хэрэгтэй бол:

Бөмбөгийг аяганд хийснийхээ дараа хөдөлгөөнгүй байсан ба
савыг хөдөлгөх үед энэ нь ойролцоогоор ижил байрлалд байсан;

Тэгэхээр би хаана тавих ёстой вэ?

Цагаан будаа. 1

Мэдээжийн хэрэг, би үүнийг төвд, хамгийн доод хэсэгт байрлуулах хэрэгтэй. Яагаад? Зөн совингоор, хэрэв би үүнийг өөр газар тавих юм бол энэ нь доошоо эргэлдэж, нааш цааш унана. Үүний үр дүнд үрэлт нь унжсан өндрийг багасгаж, доороос нь удаашруулна.

Зарчмын хувьд та аяганы ирмэг дээр бөмбөгийг тэнцвэржүүлэхийг оролдож болно. Харин бага зэрэг сэгсэрвэл бөмбөг тэнцвэрээ алдаж унана. Тэгэхээр энэ газар миний асуултын хоёр дахь шалгуурыг хангахгүй байна.

Бөмбөлөг хөдөлгөөнгүй, аяга эсвэл бөмбөгний жижиг хөдөлгөөнөөр тийм ч их хазайдаггүй байрлалыг "бөмбөгний тогтвортой байрлал" гэж нэрлэе. Савны ёроол нь ийм тогтвортой байрлал юм.

Өөр нэг асуулт. Хэрэв би зураг дээрх шиг хоёр аягатай бол. 2, бөмбөгний тогтвортой байрлалууд хаана байх вэ? Энэ нь бас энгийн: аяга тус бүрийн ёроолд ийм хоёр газар байдаг.

Цагаан будаа. 2

Эцэст нь зөн совинтой хариулт бүхий өөр нэг асуулт. Хэрэв би 1-р аяганы ёроолд бөмбөг тавиад өрөөнөөс гарч, хааж, хэн ч дотогш орохгүй, энэ газарт газар хөдлөлт болон бусад цочрол болоогүй эсэхийг шалгавал арван жил би өрөөг дахин нээвэл 2-р аяганы ёроолд бөмбөг олдох болов уу? Мэдээжийн хэрэг, тэг. Бөмбөгийг 1-р аяганы ёроолоос 2-р аяганы ёроол руу шилжүүлэхийн тулд хэн нэгэн эсвэл ямар нэгэн зүйл бөмбөгийг авч, 1-р аяганы ирмэг дээр, 2-р аяга руу, дараа нь ирмэг дээр шилжүүлэх ёстой. аяга 2. Бөмбөг 1-р аяганы ёроолд үлдэх нь ойлгомжтой.

Мэдээжийн хэрэг бөгөөд үндсэндээ үнэн. Гэсэн хэдий ч, in квант ертөнц, бидний амьдарч буй ямар ч объект үнэхээр хөдөлгөөнгүй хэвээр үлддэг бөгөөд түүний байрлал нь тодорхойгүй байдаг. Тиймээс эдгээр хариултуудын аль нь ч 100% зөв биш юм.

Туннель хийх

Хэрэв би электрон шиг энгийн бөөмсийг аяга шиг ажилладаг соронзон урхинд (Зураг 3) байрлуулбал таталцал болон аяганы хана нь бөмбөгийг төв рүү түлхдэгтэй адил электроныг төв рүү түлхэх хандлагатай байна. Зураг дээрх аяга. 1, тэгвэл электроны тогтвортой байрлал ямар байх вэ? Хүний таамаглаж байгаагаар электроны дундаж байрлал нь урхины төвд байрлуулсан тохиолдолд л хөдөлгөөнгүй байх болно.

Гэхдээ квант механикнэг нюанс нэмдэг. Электрон хөдөлгөөнгүй байж чадахгүй; түүний байрлал нь "квант догдлол"-д хамаарна. Үүнээс болж түүний байр суурь, хөдөлгөөн байнга өөрчлөгдөж байдаг, эсвэл бүр тодорхойгүй байдаг (энэ бол алдартай "тодорхойгүй байдлын зарчим" юм). Зөвхөн электроны дундаж байрлал нь хавхны төвд байдаг; Хэрэв та электроныг харвал энэ нь хавханд өөр газар, төвд ойрхон байх болно, гэхдээ тэнд байхгүй. Электрон зөвхөн энэ утгаараа хөдөлгөөнгүй байдаг: энэ нь ихэвчлэн хөдөлдөг боловч хөдөлгөөн нь санамсаргүй байдаг бөгөөд баригдсан тул дунджаар хаашаа ч хөдөлдөггүй.

Энэ нь бага зэрэг хачирхалтай, гэхдээ энэ нь электрон нь таны бодож байгаа шиг биш бөгөөд таны харсан ямар ч объект шиг аашлахгүй гэдгийг л харуулж байна.

Дашрамд хэлэхэд энэ нь аяганы ирмэг дээрх бөмбөгөөс ялгаатай нь электроныг хавхны ирмэг дээр тэнцвэржүүлж чадахгүй гэдгийг баталгаажуулдаг (1-р зурагт үзүүлсэн шиг). Электроны байрлал нарийн тодорхойлогдоогүй тул үүнийг нарийн тэнцвэржүүлэх боломжгүй; тиймээс хавхыг сэгсэрээгүй ч электрон тэнцвэрээ алдаж, бараг тэр дороо унах болно.

Гэхдээ хамгийн хачирхалтай нь би хоёр хавхыг бие биенээсээ салгаж, аль нэгэнд нь электрон байрлуулах явдал юм. Тийм ээ, нэг хавхны төв нь электроны хувьд сайн, тогтвортой байрлал юм. Энэ нь электрон тэнд үлдэж, урхи сэгсэрвэл зугтахгүй гэсэн утгаараа үнэн юм.

Гэхдээ би 1-р хавханд электрон байрлуулж, гараад өрөөг хаавал гэх мэт тодорхой магадлал бий (Зураг 4) буцаж ирэхэд электрон 2-р хавханд байх болно.

Цагаан будаа. 4

Тэр яаж үүнийг хийсэн бэ? Хэрэв та электроныг бөмбөлөг гэж төсөөлвөл та үүнийг ойлгохгүй. Гэхдээ электронууд нь гантиг чулуу шиг биш (эсвэл ядаж л таны гантиг гэх зөн совингийн төсөөлөл шиг биш) бөгөөд тэдгээрийн квант чичиргээ нь тэдэнд "хана дундуур алхах" маш бага боловч тэг биш боломжийг олгодог - энэ нь гантиг руу шилжих боломжгүй мэт санагдах боломжийг олгодог. нөгөө тал. Үүнийг туннел хийх гэж нэрлэдэг - гэхдээ электроныг хананд нүх ухаж байна гэж битгий бодоорой. Та түүнийг хэзээ ч хананд барьж чадахгүй - улаан гараараа, ингэж хэлэхэд. Зүгээр л хана нь электрон гэх мэт зүйлсэд бүрэн нэвтэрдэггүй; электронууд тийм амархан баригдахгүй.

Үнэн хэрэгтээ энэ нь бүр ч галзуу юм: энэ нь электроны хувьд үнэн тул ваартай бөмбөгний хувьд ч үнэн юм. Хэрэв та хангалттай удаан хүлээвэл бөмбөг 2-р вааранд орж болно. Гэхдээ энэ магадлал маш бага байна. Маш жижиг тул тэрбум жил, бүр хэдэн тэрбум тэрбум жил хүлээсэн ч энэ нь хангалтгүй. Практик талаас нь авч үзвэл энэ нь "хэзээ ч" болохгүй.

Бидний ертөнц квант бөгөөд бүх объектууд үүнээс бүрддэг энгийн бөөмсмөн дүрмийг дагаж мөрдөх квант физик. Квантын чичиргээ үргэлж байдаг. Гэхдээ ихэнх ньэнгийн бөөмсийн масстай харьцуулахад масс нь том биетүүд - жишээлбэл, бөмбөг, тэр ч байтугай тоосонцор - энэ квант читрийг тусгайлан зохион бүтээсэн туршилтаас бусад тохиолдолд илрүүлэхэд хэтэрхий бага байдаг. Үүнээс үүдэн ханаар дамжин хонгил хийх боломж нь энгийн амьдралд ажиглагддаггүй.

Өөрөөр хэлбэл, ямар ч объект ханыг нэвтлэх боломжтой боловч дараах тохиолдолд түүний магадлал эрс буурдаг.

Объект дээр том масс,
хана зузаан ( хол зайхоёр талын хооронд)
ханыг даван туулахад хэцүү (ханыг эвдэхийн тулд маш их энерги зарцуулдаг).

Зарчмын хувьд бөмбөг аяганы ирмэгийг давж гарах боломжтой боловч бодит байдал дээр энэ нь боломжгүй юм. Хэрэв хавхнууд ойрхон, тийм ч гүн биш байвал электрон урхинаас мултрах нь амархан байж болох ч хол, маш гүн байвал маш хэцүү байдаг.

Хонгил үнэхээр болж байна уу?

Эсвэл энэ хонгил нь зүгээр л онол юм болов уу? Үгүй ээ. Энэ нь химийн үндэс суурь бөгөөд олон материалд байдаг, биологид чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд бидний хамгийн боловсронгуй, хүчирхэг микроскопуудад ашигладаг зарчим юм.

Товчхон байхын тулд микроскоп дээр анхаарлаа хандуулъя. Зураг дээр. Зураг 5-д сканнердах хонгилын микроскоп ашиглан авсан атомуудын зургийг үзүүлэв. Ийм микроскоп нь нарийн зүүтэй бөгөөд түүний үзүүр нь судалж буй материалтай ойрхон хөдөлдөг (6-р зургийг үз). Материал ба зүү нь мэдээж атомуудаас бүрддэг; атомын ард электронууд байдаг. Товчхондоо электронууд судалж буй материалын дотор эсвэл микроскопын үзүүрт баригдсан байдаг. Гэхдээ үзүүр нь гадаргууд ойртох тусам тэдгээрийн хоорондох электронуудын туннелийн шилжилтийн магадлал өндөр байдаг. Энгийн төхөөрөмж (материал ба зүү хоёрын хооронд боломжит ялгаа хадгалагдана) нь электронууд гадаргуугаас зүү рүү үсрэхийг илүүд үздэг бөгөөд энэ урсгал нь цахилгаан, хэмжигдэхүйц. Зүү нь гадаргуу дээгүүр хөдөлж, гадаргуу нь үзүүрээс ойртож эсвэл илүү ойртож, гүйдэл өөрчлөгддөг - зай багасах тусам улам хүчтэй болж, нэмэгдэх тусам сул болно. Гүйдлийг хянах замаар (эсвэл эсрэгээр, зүүг дээш доош хөдөлгөж хадгална шууд гүйдэл) гадаргууг сканнердахдаа микроскоп нь энэ гадаргуугийн хэлбэрийн талаар дүгнэлт гаргадаг бөгөөд ихэнхдээ атомуудыг тусад нь харах хангалттай нарийн ширийн зүйл байдаг.

Цагаан будаа. 6

Туннель нь байгальд бусад олон үүрэг гүйцэтгэдэг орчин үеийн технологи.

Янз бүрийн гүнтэй хавхуудын хооронд хонгил хийх

Одоо Зураг дээр нэг электрон урхи байна гэж үзье. Нөгөөгөөсөө 4 гүн - инжир дэх нэг аягатай яг адилхан. 2 нь нөгөөгөөсөө илүү гүн байсан (7-р зургийг үз). Хэдийгээр электрон аль ч чиглэлд туннел хийх боломжтой ч эсрэгээр нь гүехэн хавхаас гүн рүү орох нь илүү хялбар байх болно. Үүний дагуу хэрэв бид электроныг аль ч чиглэлд хонгил хийж, буцаж ирэх хангалттай хугацаатай болтол хангалттай удаан хүлээгээд дараа нь түүний байршлыг тодорхойлохын тулд хэмжилт хийж эхэлбэл бид түүнийг ихэвчлэн гүн занганд орсон байхыг олж харах болно. (Үнэндээ энд бас зарим нэг нюансууд бий; бүх зүйл хавхны хэлбэрээс хамаарна). Түүгээр ч зогсохгүй гүнээс гүехэн хавх руу хонгил хийх нь маш ховор болохын тулд гүний ялгаа их байх албагүй.

Товчхондоо, хонгил нь ерөнхийдөө хоёр чиглэлд явагдах боловч гүехэн газраас гүн хавх руу орох магадлал хамаагүй их байдаг.

Цагаан будаа. 7

Энэ нь электронууд зөвхөн нэг чиглэлд шилжихийг баталгаажуулахын тулд сканнердах хонгилын микроскопыг ашигладаг. Үндсэндээ микроскопын зүүний үзүүр нь судалж буй гадаргуугаас илүү гүнд байдаг тул электронууд эсрэгээр биш харин гадаргуугаас зүү рүү туннел хийхийг илүүд үздэг. Гэхдээ микроскоп нь эсрэг тохиолдолд ажиллах болно. Хавхыг илүү гүн эсвэл гүехэн болгодог бөгөөд энэ нь үзүүр ба гадаргуугийн хоорондох боломжит зөрүүг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь үзүүр дээрх электронууд болон гадаргуу дээрх электронуудын хооронд энергийн зөрүүг үүсгэдэг. Электрон туннелийг нэг чиглэлд нөгөөгөөс илүү олон удаа хийх нь маш хялбар байдаг тул энэхүү туннел нь электроникийн хэрэглээнд бодитой хэрэг болдог.

TUNNEL EFFECT(туннель хийх) - сонгодог хэлбэрээр хориглосон хөдөлгөөний бүсээр дамжуулан системийн квант шилжилт механик. Ердийн жишээийм үйл явц - бөөмс дамжин өнгөрөх боломжит саад тотгортүүний энерги байх үед саадны өндрөөс бага. Бөөмийн импульс Рэнэ тохиолдолд хамаарлаас тодорхойлогдоно Хаана U(x)- боломж бөөмийн энерги ( Т- масс), хаалт доторх бүсэд байх болно, төсөөллийн хэмжигдэхүүн. IN квант механикбаярлалаа тодорхойгүй байдлын харилцааИмпульс ба координатын хооронд дэд саадтай хөдөлгөөн хийх боломжтой болно. Энэ муж дахь бөөмийн долгионы функц нь экспоненциалаар задардаг ба бараг сонгодог хэсэгт тохиолдол (харна уу Хагас сонгодог ойртолт)саад дороос гарах цэг дэх түүний далайц бага байна.

Потенциал дамжуулалтын талаархи асуудлын нэг томъёолол. саад тотгор нь бөөмсийн хөдөлгөөнгүй урсгал хаалт дээр унасан тохиолдолд тохирох бөгөөд дамжуулсан урсгалын утгыг олох шаардлагатай. Иймэрхүү асуудлын хувьд коэффициентийг нэвтрүүлдэг. саад тотгор (хонгилын шилжилтийн коэффициент) Д, харьцаатай тэнцүүдамжих ба унах урсгалын эрчим. Хугацааны урвуу байдлаас үзэхэд энэ нь коэффициент юм. "Урагшаа" болон урвуу чиглэлд шилжих шилжилтийн ил тод байдал нь ижил байна. Нэг хэмжээст тохиолдолд коэффициент. ил тод байдлыг гэж бичиж болно

интеграци нь сонгодог хүртээмжгүй бүс нутагт явагддаг; X 1,2 - эргэлтийн цэгүүд, нөхцлөөс тодорхойлогддог Сонгодог хязгаар дахь эргэлтийн цэгүүдэд. механикийн хувьд бөөмийн импульс тэг болно. Коэф. Д 0 нь түүнийг тодорхойлохын тулд квант механикийн нарийн шийдлийг шаарддаг. даалгавар.

Квази сонгодог байх нөхцөл хангагдсан бол

шууд саадыг эс тооцвол бүхэл бүтэн уртын дагуу эргэлтийн цэгүүдийн хөршүүд x 1.2 коэффициент Д 0 нь нэгээс арай өөр байна. Амьтад ялгаа ДНэгдмэл байдлаас 0 нь жишээлбэл, боломжит муруй байх тохиолдолд байж болно. саадын нэг талаас эрчим хүч маш огцом явдаг тул бараг сонгодог Энд ойролцоогоор тооцоолол хэрэгжихгүй, эсвэл энерги нь саадны өндөрт ойр байх үед (өөрөөр хэлбэл экспонентын илэрхийлэл бага байна). Тэгш өнцөгт хаалт өндөрт зориулсан У o ба өргөн Акоэффициент ил тод байдлыг файлаар тодорхойлно
Хаана

Хаалтны суурь нь тохирч байна тэг энерги. Квази сонгодог хэлбэрээр хэрэг Дэв нэгдэлтэй харьцуулахад жижиг.

Доктор. Бөөмийг хаалтаар нэвтрүүлэх асуудлыг дараах байдлаар томъёолно. Бөөмийн эхэнд байгаарай цаг хугацааны агшин гэж нэрлэгддэг ойролцоо төлөвт байна. хөдөлгөөнгүй байдал, энэ нь үл нэвтрэх саадтай (жишээлбэл, хаалтаас хол дээш өргөгдсөн үед) тохиолдох болно. боломжит сайнялгаруулж буй бөөмийн энергиээс их өндөрт). Энэ мужийг гэж нэрлэдэг хагас суурин. Үүний нэгэн адил суурин төлөвүүдбөөмийн долгионы функцийн хугацаанаас хамаарах хамаарлыг энэ тохиолдолд үржүүлэгчээр тодорхойлно Нарийн төвөгтэй хэмжигдэхүүн энд энерги хэлбэрээр гарч ирдэг Э, төсөөллийн хэсэг нь T.-ийн улмаас нэгж хугацаанд хагас суурин төлөвийн задралын магадлалыг тодорхойлдог.

Хагас сонгодог хэлбэрээр Ойртох үед f-loy (3)-аар өгөгдсөн магадлал нь экспоненциалыг агуулна. in-f-le (1)-тэй ижил төрлийн хүчин зүйл. Бөмбөрцөг тэгш хэмтэй потенциалын хувьд. саад гэдэг нь тойрог замаас хагас суурин төлөв задрах магадлал юм. л f-loy-ээр тодорхойлогддог

Энд r 1,2 - радиаль эргэлтийн цэгүүд, интегралЭнэ нь тэгтэй тэнцүү байна. Хүчин зүйл w 0боломжийн сонгодог зөвшөөрөгдсөн хэсэг дэх хөдөлгөөний шинж чанараас хамаарна, жишээлбэл. тэр пропорциональ. сонгодог саадны хана хоорондын бөөмийн давтамж.

T. e. хүнд цөмийн задралын механизмыг ойлгох боломжийг бидэнд олгодог. Бөөм ба охин цөмийн хооронд цахилгаан статик хүч байдаг. f-loy-ээр тодорхойлогддог түлхэлт Хэмжээний эрэмбийн бага зайд Ацөмүүд нь тийм эфф. боломжийг сөрөг гэж үзэж болно: Үүний үр дүнд магадлал А-задрал нь хамаарлаар өгөгддөг

Энд ялгарч буй а бөөмийн энерги байна.

T. e. хийх боломжтой болгодог термоядролын урвалуудНар, одод дээр хэдэн арван, хэдэн зуун сая градусын температурт (харна уу. Оддын хувьсал), түүнчлэн дотор хуурай газрын нөхцөл байдалзэрэг термоядролын дэлбэрэлтэсвэл UTS.

Сул нэвчилттэй хаалтаар тусгаарлагдсан хоёр ижил худгаас бүрдэх тэгш хэмийн потенциалд, i.e. нь худгийн төлөв байдалд хүргэдэг бөгөөд энэ нь салангид энергийн түвшний сул давхар хуваагдалд хүргэдэг (инверсийн хуваагдал гэж нэрлэгддэг; үзнэ үү. Молекулын спектр). Сансар огторгуйд хязгааргүй үечилсэн цоорхойнуудын хувьд түвшин бүр нь энергийн бүс болж хувирдаг. Энэ бол нарийн электрон энерги үүсэх механизм юм. Торны сайтуудтай электронуудын хүчтэй холбоо бүхий талст дахь бүсүүд.

Хэрэв хагас дамжуулагч болор дээр цахилгаан гүйдэл хэрэглэвэл. талбар, дараа нь зөвшөөрөгдсөн электрон энергийн бүсүүд орон зайд налуу болно. Тиймээс шуудангийн түвшин электрон энерги бүх бүсийг дайран өнгөрдөг. Эдгээр нөхцөлд нэг энергийн түвшнээс электрон шилжих боломжтой болно. бүсийг нөгөөд нь улмаас T. e. Сонгодог байдлаар нэвтрэх боломжгүй газар бол хориотой энергийн бүс юм. Энэ үзэгдлийг гэж нэрлэдэг. Зенерийн эвдрэл. Квази сонгодог Ойролцоогоор энд цахилгаан эрчим хүчний бага утгатай тохирч байна. талбайнууд. Энэ хязгаарт Zener-ийн эвдрэлийн магадлалыг үндсэндээ тодорхойлдог. экспоненциал, тайрах үзүүлэлтэд том сөрөг байна. хориотой энергийн өргөний харьцаатай пропорциональ утга. зайд хэрэглэсэн талбарт электрон олж авсан энергийн бүс, тэнцүү хэмжээтэйнэгж нүд.

Үүнтэй төстэй нөлөө нь гарч ирдэг туннелийн диодууд, хагас дамжуулагчийн улмаас бүсүүд налуу байна Р- Тэгээд n-тэдний холбоо барих хилийн хоёр талд бичнэ үү. Тээвэрлэгчийн явдаг бүсэд эзэнгүй мужуудын хязгаарлагдмал нягтрал байдаг тул туннелжилт үүсдэг.

T. e-д баярлалаа. цахилгаан боломжтой нимгэн диэлектрикээр тусгаарлагдсан хоёр металлын хоорондох гүйдэл. хуваалт. Эдгээр металлууд нь хэвийн болон хэт дамжуулагч төлөвт хоёуланд нь байж болно. IN сүүлчийн тохиолдолтохиолдож болно Жозефсон эффект.

T. e. Хүчтэй цахилгаан гүйдэлд тохиолддог ийм үзэгдлүүд үүсдэг. атомын автоионжуулалт гэх мэт талбарууд (харна уу Талбайн ионжуулалт) Мөн автомат электрон ялгаруулалтметаллаас. Аль ч тохиолдолд цахилгаан талбай нь хязгаарлагдмал ил тод байдлын саадыг бүрдүүлдэг. Цахилгаан хүчтэй байх тусмаа талбар, саад тотгор нь ил тод, хүчтэй байх тусмаа электрон гүйдэлметаллаар хийсэн. Энэ зарчим дээр үндэслэсэн хонгилын микроскопыг сканнердах-аас хонгилын гүйдлийг хэмждэг төхөөрөмж өөр өөр цэгүүдсудалж буй гадаргуугийн талаар мэдээлэл өгөх, түүний нэг төрлийн бус байдлын мөн чанарын талаар мэдээлэл өгөх.

T. e. зөвхөн дотор ч боломжтой квант системаа, нэг бөөмсөөс бүрддэг. Тиймээс, жишээлбэл, талст дахь бага температурт хөдөлгөөн нь олон тооны бөөмсөөс бүрдэх дислокацын эцсийн хэсгийг туннел хийхтэй холбоотой байж болно. Энэ төрлийн асуудалд шугаман мултралыг эхлээд тэнхлэгийн дагуу байрлах уян утас хэлбэрээр дүрсэлж болно. цагталь нэгэнд нь орон нутгийн минимумболомж V(x, y). Энэ боломж нь үүнээс хамаардаггүй цагт, тэнхлэгийн дагуух түүний рельеф Xнь орон нутгийн минимумуудын дараалал бөгөөд тус бүр нь болорт үзүүлэх механик хүчнээс хамаарч нөгөөгөөсөө тодорхой хэмжээгээр бага байдаг. . Энэхүү стрессийн нөлөөн дор нүүлгэн шилжүүлэлтийн хөдөлгөөн нь тодорхойлогдсон зэргэлдээх хамгийн бага хэмжээнд туннел болж буурдаг. мултралын сегмент, дараа нь түүний үлдсэн хэсгийг тэнд татах. Үүнтэй ижил төрлийн хонгилын механизм нь хөдөлгөөнийг хариуцаж болно цэнэгийн нягтын долгион Peierls-д (үзнэ үү Peierls шилжилт).

Ийм олон хэмжээст квант системийн туннелийн нөлөөг тооцоолохын тулд хагас сонгодог аргыг ашиглах нь тохиромжтой. хэлбэрээр долгионы функцийн төлөөлөл Хаана С- сонгодог системийн үйлдэл. T. e-ийн хувьд. төсөөллийн хэсэг нь чухал юм С, энэ нь сонгодог хүртээмжгүй бүс дэх долгионы функцын сулралтыг тодорхойлдог. Үүнийг тооцоолохын тулд нарийн төвөгтэй траекторын аргыг ашигладаг.

Квант бөөмсийг даван туулах боломж. хаалт нь термостаттай холбогдсон байж болно. Сонгодог хэлбэрээр Механикийн хувьд энэ нь үрэлтийн хөдөлгөөнтэй тохирдог. Тиймээс туннелийг тайлбарлахын тулд онолыг ашиглах шаардлагатай байна сарниулах. Иосефсоны контактуудын одоогийн төлөв байдлын хязгаарлагдмал хугацааг тайлбарлахад ийм төрлийн бодол санааг ашиглах ёстой. Энэ тохиолдолд хонгил үүснэ. квант бөөмс нь саадыг дамжин өнгөрөх ба термостатын үүргийг ердийн электронууд гүйцэтгэдэг.

Лит.:Ландау L. D., Lifshits E. M., Quantum Mechanics, 4th edi., M., 1989; Зиман Ж., Хатуу биеийн онолын зарчим, хөрвүүлэлт. Англи хэлнээс, 2-р хэвлэл, М., 1974; Баз А.И., Зельдович Я., Переломов А.М., Релятивист бус квант механик дахь тархалт, урвал ба задрал, 2-р хэвлэл, М., 1971; Хонгилын үзэгдэл хатуу бодис, транс. Англи хэлнээс, М., 1973; Лихарев К.К., Жозефсоны уулзваруудын динамикийн танилцуулга, М., 1985 он. Б.И.Ивлев.

> Квантын туннель хийх

Судлах квант туннелийн эффект. Хонгилын харааны эффект ямар нөхцөлд үүсдэг, Шредингерийн томъёо, магадлалын онол, атомын орбитал зэргийг олж мэдээрэй.

Хэрэв объект саадыг даван туулах хангалттай энергигүй бол нөгөө талдаа төсөөллийн орон зайг нэвтлэх боломжтой.

Сургалтын зорилго

• Хонгил хийх магадлалд нөлөөлж буй хүчин зүйлсийг тодорхойлох.

Гол санаа

• Квантын туннелийг хаалтны урд байрлах аливаа объектод ашигладаг. Гэхдээ макроскопийн хувьд тохиолдох магадлал бага байдаг.
• Тунелийн эффектШредингерийн томъёоны төсөөллийн бүрэлдэхүүн хэсгээс үүдэлтэй. Аливаа объектын долгионы функцэд байдаг тул төсөөллийн орон зайд оршин тогтнох боломжтой.
• Биеийн масс нэмэгдэж, объектын энерги ба саадны хоорондох зай ихсэх тусам хонгил багасдаг.

Хугацаа

• Туннель гэдэг нь бөөмсийг энергийн саадаар квант механикаар нэвтрүүлэх явдал юм.

Тунелийн эффект хэрхэн үүсдэг вэ? Бөмбөгийг шидэж байна гэж төсөөлөөд үз дээ, гэхдээ тэр нь хананд хүрэхгүйгээр шууд алга болж, нөгөө талд гарч ирнэ. Эндхийн хана бүрэн бүтэн хэвээр байх болно. Гайхалтай нь энэ үйл явдал биелэх магадлал хязгаарлагдмал. Уг үзэгдлийг квант туннелийн эффект гэж нэрлэдэг.

Макроскопийн түвшинд хонгил хийх боломж маш бага хэвээр байгаа ч нано хэмжээст дээр тогтмол ажиглагдаж байна. p орбиталтай атомыг харцгаая. Хоёр дэлбээний хооронд зангилааны хавтгай байдаг. Аль ч цэгээс электрон олдох магадлал бий. Гэсэн хэдий ч электронууд нэг дэлбэнгээс нөгөөд шилжинэ квант туннель хийх. Тэд зүгээр л зангилааны бүсэд байж чадахгүй бөгөөд тэд төсөөллийн орон зайгаар аялдаг.

Хэрэв тойрог замын бүсийг эзэлсэн бол ямар ч хугацааны интервалд электрон олох магадлал 90% байдаг улаан ба цэнхэр дэлбэнгийн эзэлхүүнийг харуулдаг.

Цаг хугацааны орон зай нь бодит биш мэт боловч Шредингерийн томъёонд идэвхтэй оролцдог.

Бүх бодис нь долгионы бүрэлдэхүүнтэй бөгөөд төсөөллийн орон зайд оршин тогтнох боломжтой. Объектын масс, энерги, энергийн өндрийг хослуулсан нь хонгилын магадлалын ялгааг ойлгоход тусална.

Объект сааданд ойртох тусам долгионы функц нь синус долгионоос экспоненциал агшилт болж өөрчлөгддөг. Шредингерийн томъёо:

Объектийн масс нэмэгдэж, энерги хоорондын зай нэмэгдэх тусам хонгилын магадлал багасна. Долгион функцхэзээ ч 0-д ойртдоггүй тул нано хэмжээст туннель хийх нь маш түгээмэл байдаг.