势阱

势阱

势阱,指的是粒子在某力场中运动,势能函式曲线在空间的某一有限範围内势能最小,形如陷阱。其就是电子的势能图像类似一个波的形状,那么当电子处于波谷,就好像处在一口井里,比较稳定,很难跑出来,所以称为势井或势阱。

    • 中文名:势阱
    • 外文名:potential well
    • 所属学科:量子力学
    • 作用:隧道电子显微镜
    • 特徵:粒子处于束缚态

概念

粒子在某力场中运动,势能函式曲线在空间的某一有限範围内势能最小,形如陷阱,称为势阱。

就是电子的势能图像类似一个波的形状,那么当电子处于波谷,就好像处在一口井里,比较稳定,很难跑出来。所以称为势阱。不单单是量子力学里有这个势阱,任何形式的势只要具有这种样子,我们都可以称它有势阱,比如重力势阱。量子力学与经典物理的在这里有一个小小的差别,就是量子力学里,电子具有某些机率穿过势阱跑出来,称之为隧道效应。隧道电子显微镜就是利用这个原理。

一维无限

一维空间内运动的粒子,它的势能在一定区域内(-a

U(x)=0, |x|

U(x)=∞, |x|>a.

这种势称为一维无限深方势阱。

势阱模型

量子力学中的势阱模型在微观领域的许多情况下,例如金属中的电子、原子中的电子、原子核中的质子和中子等粒子的运动都有一个共同特徵,即粒子的运动都被限制在一个很小的空间範围以内,或者说,粒子处于束缚态。对于处于束缚态中的粒子,可假设其被关在一个具有理想反射壁的方匣里,在匣内不受其他外力作用。则粒子将不能穿过匣壁而只能在匣内自由运动。这就是量子力学中的势阱模型。

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