Билет 20 вопрос 2)Туннельный эффект

Туннельный эффект – допускаемый квантовой механикой процесс преодоления элементарной частицей потенциального барьера, при котором частица, не обладающая достаточной энергией всё-таки способна его преодолеть.

«Может ли мяч пролететь сквозь стенку, да так чтобы стенка осталась стоять на месте не разрушенной, и энергия мяча при этом не изменилась? Конечно, нет, напрашивается ответ, в жизни такого не бывает. Для того, чтобы пролететь сквозь стену, мяч должен иметь достаточный запас энергии и проломить её. Точно так же, если нужно, чтобы мяч, находящийся в ложбинке, перекатился через горку, необходимо сообщить ему запас энергии, достаточный для преодоления потенциального барьера – разности потенциальных энергий мяча на вершине и мяча в ложбинке. Тела, движение которых описывается законами классической механики, преодолевают потенциальный барьер только тогда, когда они обладают полной энергией, большей, чем величина максимальной потенциальной энергии.

Потенциальный барьер в микромире часто создают электрические силы, и впервые с этим явлением столкнулись при облучении атомных ядер заряженными частицами. Положительно заряженной частице, например, протону, невыгодно приближаться к ядру, так как по закону Кулона, между протоном и ядром действуют силы отталкивания. Поэтому для того, чтобы приблизить протон к ядру, надо совершить работу; график потенциальной энергии имеет вид, показанный на рисунке. Правда достаточно протону вплотную подойти к ядру на расстояние (приблизительно равное 10 в минус 12 сантиметра), как тут же вступают в действие ядерные силы притяжения, и он захватывается ядром. Но ведь надо сначала подойти, преодолеть потенциальный барьер.

Если у вас после прочтения этого текста не возникло вопросов, то очевидно, что Вы читали не внимательно. А вопросы, вот какие.   Как всё-таки протон превращается в волну и почему он это делает? Значение вероятности туннельного эффекта приблизительно равно 10 в минус 42-46 степени, то есть лишь в одном случае из триллионов триллионов раз такое явление может происходить. Но альфа-распад происходит очень часто, какие же причины существуют для повышения вероятности такого процесса?

Туннельного эффекта не существует. Распад атомов тяжёлых элементов имеет другие причины, а объяснения, даваемые квантовой механикой, являются чистым, хотя и не лишённым изящества вымыслом.

1 В. Е.Манойлов «Электричество и человек», С 34