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 $x_1$ та $x_2$.

Потенціальна яма утворюється внаслідок існування сил притягання.

Для виходу з ями частинка повинна отримати енергію.

Квантова механіка

Рух квантово-механічної частинки в потенціальній ямі має певні особливості в порівнянні з класичним рухом.

• Енергія квантово-механічної частинки в потенціальній ямі може набирати лише певних фіксованих дискретних значень.
• Найнижчий енергетичний рівень має енергію вищу за енергію дна ями.
• Квантово-механічна частинка локалізується не в будь-які ямі. Дуже мілкі ями не можуть її утримати.

Значення

Задача 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.

Дивіться також

• Квантування Бора-Зомерфельда
• Розмірне квантування
• Потенціальний бар'єр

Це незавершена стаття з фізики. Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.