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势垒与量子隧穿 本节摘要:经典力学告诉我们:如果粒子能量低于势垒高度,就绝对无法越过;如果高于势垒,就一定能越过。但量子力学给出了截然不同的答案——能量低于势垒的粒子仍有一定概率"穿透"势垒。这就是量子隧穿(quantum tunneling),它是量子力学最反直觉的现象之一,也是许多重要物理过程与技术的物理基础:α 衰变、核聚变、扫描隧道显微镜、隧道二极管等都依赖于隧穿效应。本节我们将理解隧穿的物理图像、定性估算隧穿概率,并讨论它的若干重要应用。 一、经典图像与量子图像的对立 经典力学:墙就是墙 考虑一个粒子接近一个"墙"(势垒),墙的高度对应势能 V₀,粒子的能量为 E。 经典力学给出的答案非常明确: E > V₀(能量足够):粒子一定能越过势垒,越过时损失部分动能。

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