Потенциална яма

от Уикипедия, свободната енциклопедия
(пренасочване от Потенциална бариера)
Направо към навигацията Направо към търсенето
Графично представяне на едномерна потенциална яма

Потенциална яма се нарича диапазонът от енергии около локален минимум на потенциалната енергия. Потенциалната яма се характеризира с широчина и потенциална енергия (потенциал) . Когато едно тяло има потенциална енергия Е, по-ниска от и не може да получи допълнително енергия, се казва, че тялото е „уловено“ в ямата. Такъв пример за потенциална яма е например неутрон в атомно ядро. Ако към системата от тела се добави допълнително енергия така, че локалният минимум бъде надхвърлен, е възможно тялото да напусне ямата и потенциалната му енергия да се превърне в кинетична.

Противоположното понятие на потенциална яма е потенциална бариера – диапазонът от енергии около локален максимум на потенциалната енергия.

Една образна представа на двумерна потенциална повърхност е земната повърхност. Ако си представим пейзажа като съвкупност от долини и хълмове, потенциалната яма ще бъде долина, заобиколена отвсякъде с по-високи терени и евентуално пълна с вода (езеро), като водата не може да изтече към по-нисък минимум. Глобалният минимум в случая е морското равнище.

В квантовата механика обаче е възможно (има определена, макар и малка вероятност) частица с по-малка енергия да премине през потенциална бариера (виж тунелен преход).

Безкрайно дълбока потенциална яма[редактиране | редактиране на кода]

Безкрайно дълбока потенциална яма

За безкрайно дълбока потенциална яма с широчина и потенциална енергия (потенциал) (тя може да се онагледи като кутия с твърди стени, в която елементарните частици изпитват еластични удари със стените: например електрони в метал, виж фиг. 1) може да се запише:

За област , уравнението на Шрьодингер има следното решение:

,

където е вълновата функция, а n=1,2,3,.. са възможните енергийни нива в ямата.

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  • Douglas C. Giancoli. Physik. Pearson Studium, 2006.