Потенціальна яма

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
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[ред.ред. код]

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.

Квантова хімія[ред.ред. код]

У 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 найпростiших моделей у квантовiй хімiї, для якої існує точний розв’язок рівняння Шредінгера. Для частинки в потенціальній ямі потенцiальне поле має вигляд: U(x) = 0 для x вiд 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.

Значення[ред.ред. код]

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[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]

  • Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0


Chem template.svg Це незавершена стаття з хімії.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.


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