Az alagút hatás - kémiai enciklopédia
Az alagút hatást. kvantum hatás álló kvantum részecske áthatolása a teret régióban, egy raj szerint klasszikus törvények. részecskefizika, hogy találj tilos. Klasszikus. részecske teljes energia E, és mivel a potenciát. területén maradhat csak azokban a régiókban hely a k-ryh teljes energiatartalma kevesebb, mint a potenciát. energia U kölcsönhatás terén. Mivel a hullám F-TION kvantum részecskék nullától különbözik az egész térben, és a valószínűsége, hogy egy részecske egy meghatározott térbeli régió által meghatározott tér a hullám Fct, majd tilos (tekintve a klasszikus. Mechanics) régiók hullám F-CIÓ nem nulla.
T unnelny, amely azt eredményezi, hogy illusztrálják a problémát a háromdimenziós modell részecske területén potenciális U (x) (x - koordinátája egy részecske). Abban az esetben, szimmetrikus, kettős üregű potenciál (ábra. A) F-hullám CIÓ kell „fit” belül kutak, t. E. Ez egy állóhullám. Diszkrét energia tanítani. szintek, to- alatt található a sorompó között potenciál minimumok alkotnak közelebb helyezkedik el (majdnem degenerált) pár. Energetich különbség. szint a pár. hívott. alagút hasító th m, ez a különbség annak a ténynek köszönhető, hogy a pontos megoldás a problémára (a hullám f-CIÓ) az egyes kvantum halmazállapot-lokalizált mind a mélypontra került, és minden lehetséges megoldások megfelelnek a pontos, nem degenerált szintek (lásd. degenerációja energia szint). Annak a valószínűsége, a alagút hatás határozza meg az átviteli együtthatóval a gáton át hullámcsomag-nek, hogy leírja a bizonytalan állapotban a részecske lokalizálódik az egyik potenciális minimumok.
Curves potenciát. energia U (x) a részecskék olyan esetben, ahol ki van téve a vonzóerő (a -. Két potenciális-kutak, - egy potenciális-pit.), és abban az esetben, ahol a részecske az járt taszító erő (taszító potenciál, c). E a teljes energia a részecske, X - koordináta. A vékony vonal az Fct hullám.
A hatékonyságot. területen egy helyi minimum (ábra. b) az olyan szemcsékre energia E, annál nagyobb a potenciális kölcsönhatás c =, diszkrét energetich. nem állami, de van egy sor kvázi-stacionárius állapotok k-ryh nagy attribútumokat. a valószínűsége, hogy egy részecske közelében minimum. A hullám csomagok megfelelő egy ilyen kvázi-stacionárius állapot leírására metastabil kvantumállapotok; hullám csomagok szét múlva eltűnik Következmény-alagút hatást. Ezek az állapotok az jellemzi, élettartama (bomlás valószínűsége) és egy szélessége energetich. szinten.
Egy részecske a taszító potenciális (ábra. C) hullámcsomag leírja a bizonytalan állapotban az egyik oldalon a potenciát. gáton, még akkor is, ha az energia a részecskék ebben az állapotban kisebb, mint a gát magassága bizonyos valószínűséggel (úgynevezett. penetráció tunneling valószínűsége vagy valószínűség) átmennek a másik. oldalon a gáton.
Naib. fontos kémia megnyilvánulásai alagút hatás: 1) alagút hasító diszkrét kolebat. örvény. és elektron-to-lebat. szinteket. Hasítás kolebat. szint a molekulák több. egyenértékű egyensúlyi nukleáris konfiguráció - a inverzió megduplázódott (a molekulák, mint például ammónia), felosztása szint a molekulák gátolt ext. forgatóképesség (etán. toluol), vagy nem merev molekulák. amelyre elfogadható vnutrimol. átrendeződés, ezzel egyenértékű egyensúlyi konfigurációk (pl. PF5). Ha a bukás. egyenértékű minimumok a potenciális energia felület választja el egymástól egy potenciát. akadályok (pl. egyensúlyi konfigurációk jobbos és balra forgató izomerjeinek komplex molekulák), majd a megfelelő leírását az igazi · mol. rendszerek által elért lokalizált hullámcsomag. Ebben az esetben, egy pár üzleti delokalizált minimumok két egyensúlyi állapotok instabil hatása alatt nagyon kis zavarok, a formáció két állam lokalizálódik egy bizonyos minimális.
Hasító quasidegenerate csoportok pörögni. állapotok (azaz. az úgynevezett. rotációs és k l s t r e a c) is köszönhető, hogy tunneling mol. rendszer egyes városrészek között több. egyenértékű stacionárius forgástengely. A hasító az elektron-kolebat. (Vibronic) állapotok esetén következik az erős Jahn - Teller hatás. Alagút felosztása miatt a létezését zónák által kialakított egyedi elektronikus Államok atomok vagy anyajegy. fragmenseket szilárd periodicitással. szerkezetét.
2) jelenségek közlekedési részecskék és az elemi gerjesztések. Ez a készlet események tartalmaz egy időfüggő folyamatok, leírják közötti átmenetek diszkrét állapotok és a pusztulás a kvázi-stacionárius állapot. Közötti átmeneteket diszkrét államok a hullám F-TIONS lokalizálódik bomlik. legalább egy adiabatikus. potenciális megfelel a különböző kémiai. p-tsiyam. Az alagút hatás mindig tesz egy bizonyos hozzájárulást-nek aránya p-CIÓ, azonban ez a hozzájárulás jelentős csak kis t-pax, amikor superbarrier-edik átmenet kezdeti és a végső állapot miatt nem valószínű, hogy az alacsony népesség megfelelő energiaszintet. Az alagút hatás nem Arrehenius viselkedést R -tsii sebesség; konkrét példa - a láncnövekedési alatti kedvezmény szilárd-iniciált polimerizáció formaldehid. A sebesség ennek a folyamatnak m-re kb. 140 K kielégítően által leírt az Arrhenius-egyenlet egy aktiválási energia 0,1 eV. Azonban, ha m-pax 12 K elérésekor a sebesség p-sához az égnek nem függ m-séklet meghatározni alagút hatás, és sok nagyságrenddel nagyobb sebesség-Rui várhatóan ugyanazon a t-D, feltételezve, hogy suprabarrier mechanizmus p-CIÓ (lásd. cryochemistry).
Az összeomlás az metastabil állapotok az alapja számos jelenségnek. Ezek közé tartozik, különösen, az a-bomlás (lásd. A radioaktivitást) kolebat. és forgatagában. Predissociation, autoionization atomok egy erős elektromos. területén ionizációs az atomok és molekulák erős elektromágneses. mezőben. Alagút áthaladását elektronok az egyik vezeték (vagy félvezető) a másik a szigetelőn keresztül réteg (tunneling áram) makroszkopikus. hatása miatt az alagút hatást. Ez a jelenség az alapja az pásztázó alagút mikroszkóp szilárd.
Irod Gol'danskii VI Trachtenberg LI Flerov VP Alagút jelenségek kémiai fizika. M. 1986, Landau L. D. Leaf szarik E. M. Quantum mechanika. Nem relativisztikus elmélete, 4. kiadás. M. 1989.