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勢阱

鎖定
勢阱,指的是粒子在某力場中運動,勢能函數曲線在空間的某一有限範圍內勢能最小,形如陷阱。其就是電子的勢能圖像類似一個波的形狀,那麼當電子處於波谷,就好像處在一口井裏,比較穩定,很難跑出來,所以稱為勢井或勢阱。
中文名
勢阱
外文名
potential well
所屬學科
量子力學
作    用
隧道電子顯微鏡
特    徵
粒子處於束縛態

勢阱概念

粒子在某力場中運動,勢能函數曲線在空間的某一有限範圍內勢能最小,形如陷阱,稱為勢阱。
就是電子的勢能圖像類似一個波的形狀,那麼當電子處於波谷,就好像處在一口井裏,比較穩定,很難跑出來。所以稱為勢阱。不單單是量子力學裏有這個勢阱,任何形式的勢只要具有這種樣子,我們都可以稱它有勢阱,比如重力勢阱。量子力學與經典物理的在這裏有一個小小的差別,就是量子力學裏,電子具有某些概率穿過勢阱跑出來,稱之為隧穿效應。隧道電子顯微鏡就是利用這個原理。

勢阱一維無限

一維空間內運動的粒子,它的勢能在一定區域內
U(x)=0,0<x<a;
U(x)=∞, x<0,x>a.
這種勢稱為一維無限深方勢阱。 [1] 

勢阱勢阱模型

一個勢阱的勢能-位移曲線 一個勢阱的勢能-位移曲線
量子力學中的勢阱模型在微觀領域的許多情況下,例如金屬中的電子、原子中的電子、原子核中的質子和中子等粒子的運動都有一個共同特徵,即粒子的運動都被限制在一個很小的空間範圍以內,或者説,粒子處於束縛態。對於處於束縛態中的粒子,可假設其被關在一個具有理想反射壁的方匣裏,在匣內不受其他外力作用。則粒子將不能穿過匣壁而只能在匣內自由運動。這就是量子力學中的勢阱模型。
參考資料
  • 1.    張昆實.量子力學中的勢阱問題解:高等函授學報(自然科學版),2005年12月:第19卷第6期