量子隧道能产生能量吗?

时间:2020-10-26 08:50:23   作者:
试图理解或描述量子现象的有趣之处在于,我们总是倾向于使用传统的(因此经典的或非量子理论的)可视化或模型。也就是说,我们基于正常经验的可视化或模型在本质上是不正确的。一个明显的例子就是原子的简单模型,原子核在其中心,微小的球形电子绕其轨道运行——所谓的行星原子模型。这个图像可以帮助我们可视化原子的一些属性,因此可能是一个有用的模型来描述,但它不是基本正确的。

所以在讨论量子隧穿现象——允许一个电子出现在某个势垒的另一边而不损失能量的现象时,有时会说电子“通过”势垒或“克服”势垒。这些图像似乎要求电子以某种神奇的方式获得足够的能量(不存在能量源)从一个位置到另一个位置,即使在两者之间有一个区域是不可能存在的。这就好像我们把一个球滚到山上,却没有足够的能量翻过山顶,但偶尔它也会滚到另一边,而没有能量的损失。

量子隧道能产生能量吗?

怎么会这样呢?根据经典的牛顿物理学,我不能。它会破坏能量守恒。但量子理论允许它-它发生的非零概率可以计算出来。但是能量守恒并没有被破坏,我们所能说的就是粒子可以以同样的能量出现在另一边,而不是它是如何发生的。

当我在第一堂量子理论课上第一次遇到这个问题时,我认为它应该是使理论无效的例子!但也有一些在微观尺度上确实发生的例子。例如,半导体器件称为隧道二极管,在微电子学是非常有用的,操作的原则有一个非零概率允许的电子从一个位置到另一个没有能量损失,即使没有电子状态这两个地区之间的存在,是“禁止区域”。

量子隧道能产生能量吗?

如何?我们只能说量子理论预言了它,而且我们可以通过实验验证它的存在。
声明:本文内容由互联网用户自发贡献自行上传,本网站不拥有所有权,未作人工编辑处理,也不承担相关法律责任。如果您发现有涉嫌版权的内容,欢迎发送邮件至:123456789@qq.com 进行举报,并提供相关证据,工作人员会在5个工作日内联系你,一经查实,本站将立刻删除涉嫌侵权内容。