Potentiell brunn

En potentiell brunn är ett område i rymden där det finns ett lokalt minimum av en partikels potentiella energi.

Klassisk grop

Om den potentiella brunnen är tillräckligt stor och en partikel kommer in i den, vars energi är lägre än den som krävs för att övervinna brunnens kanter, kan svängningar av partikeln i brunnen uppstå. Deras amplitud kommer att bestämmas av partikelenergin och perioden även av den potentiella energiprofilen och partikelmassan . En partikel som är belägen i botten av den potentiella brunnen är i ett stabilt jämviktstillstånd, det vill säga när den avviker från punkten för minimal potentiell energi, uppstår en kraft som är riktad i motsatt riktning mot avvikelsen. $E$ $V(z,yz)$ $m$

I det endimensionella fallet, när den potentiella energin endast beror på en kartesisk koordinat , kan man peka ut energin för partikelrörelse i riktningen för denna koordinat och rörelseenergin i det vinkelräta planet ( ). Rörelsen i planet sker med konstant hastighet. Rörelse längs axeln begränsas av punkter , , där . Om det inte finns någon rörelse i planet , då (se fig.). $V=V(x)$ ${\displaystyle E_{x))$ ${\displaystyle E_{yz))$ ${\displaystyle E=E_{x}+E_{yz))$ $yz$ $x$ $x_{1}$ $x_{2}$ $V(x)=E_{x}$ $yz$ ${\displaystyle E=E_{x))$

Quantum well

Om storleken på brunnen är liten (åtminstone i en av de kartesiska koordinaterna är den jämförbar med de Broglie-längden på partikeln), så kallas en sådan brunn en kvantbrunn , och beteendet hos partikeln i den lyder kvantum lagar. En kvantbrunn, i vilken den potentiella energin beror på alla tre koordinaterna , kallas en kvantpunkt , på två koordinater - en kvanttråd (tråd) och på en koordinat - själva kvantbrunnen. I det senare fallet kan energin som är förknippad med rörelse längs axeln inte ta några värden, utan endast från en serie diskreta sådana: , , , som hittas genom att lösa Schrödinger-ekvationen för en given brunnsprofil. Det finns inga begränsningar för komponenten och den kan följaktligen inte vara lägre än . $V=V(x,y,z)$ $V=V(x,y)$ $V=V(x)$ ${\displaystyle E_{x))$ $x$ $E_1$ $E_2$ $E_{3}\ldots$ ${\displaystyle E_{yz))$ $E$ $E_1$

Som i fallet med en stor potentiell brunn, i frånvaro av rörelse i planet , kommer partikeln att vara belägen huvudsakligen i regionen . Men om en klassisk partikel inte alls kan penetrera koordinatområdet utanför det specificerade området, är detta för en kvantpartikel möjligt på grund av den så kallade tunneleffekten , det vill säga att rörelsegränserna inte är strikta. $yz$ ${\displaystyle E=E_{x))$ ${\displaystyle x_{1}\ldots x_{2))$

Potentiell barriär

Konceptet motsatsen till den potentiella brunnen är potentiell barriär . Detta är en region i rymden där det finns ett lokalt maximum av potentiell energi.

Se även

Länkar

Potentiellt hål // Stora sovjetiska encyklopedin : [i 30 volymer] / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M . : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.