|
Потенціальна яма Потенціа́льна я́ма — скінченна область простору, в якій потенціальна енергія частинки менша, ніж зовні. Потенціальна яма зазвичай характеризується шириною й глибиною (або висотою). Точка з найнижчим значенням потенціальної енергії називається дном ями. Якщо повна енергія частинки менша за висоту потенціальної ями, то частинка здійснює в ямі коливання, частота яких визначається формою та розмірами ями. Точки, де повна енергія частинки дорівнює потенціальній енергії називаються точками повороту. На рисунку праворуч ці точки позначені та . Потенціальна яма утворюється внаслідок існування сил притягання. Для виходу з ями частинка повинна отримати енергію. Квантова механікаРух квантово-механічної частинки в потенціальній ямі має певні особливості в порівнянні з класичним рухом.
Квантова хіміяУ квантовій хімії поведінка частинки в потенціальній ямі описується рівнянням Шредінгера. Оскільки при цьому хвильова функція частинки не стає нулем на стінках бар'єра й поза ним, то існує певна ймовірність проникнення частинки крізь бар'єр при енергії нижчій, ніж потрібно для подолання бар'єра (тунельний ефект). Потенціальна яма — одна з найпростіших моделей у квантовій хімії, для якої існує точний розв'язок рівняння Шредінгера. Для частинки в потенціальній ямі потенціальне поле має вигляд: U(x) = 0 для x від 0 до а, U(x) = U0 для x < 0 або x > а, тобто вважається, що на частинку не діють жодні сили, а стінки ями є для неї непроникними. ЗначенняЗадача про рух частинки в потенціальній ямі є однією з найважливіших у фізиці. Глибина та форма ями визначають частоти коливань частинок, які проявляються в оптичних спектрах. Існування потенціальних ям для частинок обмежує їхню дифузію, для активації якої необхідно, щоб частинки отримувати певну енергію внаслідок взаємодії із тепловим рухом інших частинок. Див. такожЛітература
|
